Laser-beam surface transformation hardening of hypoeutectoid Ck-60 steel

摘要

Ein CO_2-Laser (1.5 KW) wurde zur Oberflächenhärtung eines untereutektoiden Ck-60 Stahl eingesetzt. Das Gefüge und die Härteverteilung wurden in Abhängigkeit von der Laserleistungsdichte und der Vorschubgeschwindigkeit bestimmt. Das Gefüge der laserstrahlgehärteten Zone besteht aus Plattenmar-tensit (für hohe Leistungsdichten) oder selbstangelassenem Martensit (für niedrige Leistungsdichten). In der Übergangszone der Proben wurden Martensit und Ferrit gefunden. Einsatzhärtetiefe und maximale Härte sind von der Leistungsdichte und Vorschubgeschwindigkeit abhängig. Ein einfaches eindimensionales Wärmflußmodell wurde zur Auswahl der Prozeßparameter und zur Vorhersage der Einsatzhärtetiefe herangezogen. Berechnete und experimentell bestimmte Werte stimmen für mittlere Leistungsdichten gut überein.%A carbon dioxide laser with a power of 1.5 KW was employed for surface hardening of a hypoeutectoid Ck-60 steel. The microstructures and hardness profiles were determined as a function of power density and laser beam travel speed. The microstructure in the laser-beam hardened zone depended on power density and consisted of plate martensite (for high power density) or autotempered martensite (for low power density). In the transition zone of the laser-beam treated specimens, martensite and ferrite were observed. Case depth and maximum hardness were found to depend on power density and travel speed. A simple one-dimensional heat flow model has been used for the selection of process parameters and for the prediction of case depth. Calculated and experimentally determined case depths are in good agreement for medium values of power density.