Tempra laser di acciai sinterizzati basso-legati

Transcript

1 Tempra laser di acciai sinterizzati basso-legati R. Sola, E. Colombini, P. Veronesi, G. Poli Università di Modena e Reggio Emilia G. Parigi, A. Mannini Stav, Barberino del Mugello G. F. Bocchini Consulente, Rapallo

2 1. Introduzione 2. Tecniche sperimentali 3. Risultati e discussione 4. Conclusioni

3 1. Introduzione 2. Tecniche sperimentali 3. Risultati e discussione 4. Conclusioni

4 Trattamento di indurimento superficiale incremento di durezza superficiale e resistenza a usura Preciso e selettivo brevissimo tempo di riscaldamento non occorrono mezzi tempranti Dettaglio della testa laser e del robot antropomorfo presenti in STAV si possono trattare pezzi di qualunque dimensione Verificare la possibilità di applicare la tempra laser ad acciai sinterizzati basso-legati, abitualmente induriti mediante tempra in olio o a induzione

5 1. Introduzione 2. Tecniche sperimentali 3. Risultati e discussione 4. Conclusioni

6 COMPOSIZIONE CHIMICA : Fe + 2%Cu + 0.7% C DENSITÀ: di pressatura g/cm 3 SINTERIZZAZIONE: a 1160 C, in atmosfera N 2 /H 2 90/10, per 1500 secondi, con velocità di raffreddamento 0.5 C/s

7 1. MICROSCOPIA OTTICA Rilievi della geometria dei profili induriti Microstruttura delle zone sub-superficiali, di transizione e a cuore 2. MICROSCOPIA ELETTRONICA 3. MICRODUREZZA VICKERS Profili di microdurezza HV0.1

8 1. Introduzione 2. Tecniche sperimentali 3. Risultati e discussione 4. Conclusioni

9 v avanzamento laser 8mm/s

10 CAMPIONI TEMPRATI IN ARIA

11 CAMPIONI TEMPRATI IN ARIA

12 CAMPIONI TEMPRATI IN ARIA

13 CAMPIONI TEMPRATI IN ARGON

14 CAMPIONI TEMPRATI IN ARGON

15 Campione 1A (tempra in aria) Zona a metà altezza Bainite e ferrite x Campione 1A (tempra in aria) Zona sub superficiale Martensite a basso tenore di C 3000x

16 Campioni temprati in aria

17

18 CAMPIONI TEMPRATI IN ARIA

19 CAMPIONI TEMPRATI IN ARGON

20 ARGON ARIA

21 1. Introduzione 2. Tecniche sperimentali 3. Risultati e discussione 4. Conclusioni

22 L indagine sperimentale ha dimostrato che la tempra laser, eseguita su un acciaio sinterizzato di composizione Fe + 2%Cu + 0.7%C forma strutture martensitiche subsuperficiali con aumento rilevante della durezza. La protezione locale con argon inerte riduce fortemente o annulla i fenomeni di ossidazione/decarburazione all origine di una diminuzione della durezza negli strati più superficiali. Tra i parametri di processo considerati, quello di maggior effetto risulta la velocità di avanzamento del fascio laser, poiché influisce sulla velocità di raffreddamento, quindi sulla microstruttura e sulla microdurezza. Se diminuisce la velocità di avanzamento, aumenta la profondità della zona trattata. La ricerca sperimentale conferma la possibilità di applicazione del trattamento laser (selettivo e controllato) ad acciai sinterizzati basso-legati a media densità.

23 L indagine sperimentale ha dimostrato che la tempra laser, eseguita su un acciaio sinterizzato di composizione Fe + 2%Cu + 0.7%C forma strutture martensitiche subsuperficiali con aumento rilevante della durezza. La protezione locale con argon inerte riduce fortemente o annulla i fenomeni di ossidazione/decarburazione all origine di una diminuzione della durezza negli strati più superficiali. Tra i parametri di processo considerati, quello di maggior effetto risulta la velocità di avanzamento del fascio laser, poiché influisce sulla velocità di raffreddamento, quindi sulla microstruttura e sulla microdurezza. Se diminuisce la velocità di avanzamento, aumenta la profondità della zona trattata. La ricerca sperimentale conferma la possibilità di applicazione del trattamento laser (selettivo e controllato) ad acciai sinterizzati basso-legati a media densità.

24 L indagine sperimentale ha dimostrato che la tempra laser, eseguita su un acciaio sinterizzato di composizione Fe + 2%Cu + 0.7%C forma strutture martensitiche subsuperficiali con aumento rilevante della durezza. La protezione locale con argon inerte riduce fortemente o annulla i fenomeni di ossidazione/decarburazione all origine di una diminuzione della durezza negli strati più superficiali. Tra i parametri di processo considerati, quello di maggior effetto risulta la velocità di avanzamento del fascio laser, poiché influisce sulla velocità di raffreddamento, quindi sulla microstruttura e sulla microdurezza. Se diminuisce la velocità di avanzamento, aumenta la profondità della zona trattata. La ricerca sperimentale conferma la possibilità di applicazione del trattamento laser (selettivo e controllato) ad acciai sinterizzati basso-legati a media densità.

25 L indagine sperimentale ha dimostrato che la tempra laser, eseguita su un acciaio sinterizzato di composizione Fe + 2%Cu + 0.7%C forma strutture martensitiche subsuperficiali con aumento rilevante della durezza. La protezione locale con argon inerte riduce fortemente o annulla i fenomeni di ossidazione/decarburazione all origine di una diminuzione della durezza negli strati più superficiali. Tra i parametri di processo considerati, quello di maggior effetto risulta la velocità di avanzamento del fascio laser, poiché influisce sulla velocità di raffreddamento, quindi sulla microstruttura e sulla microdurezza. Se diminuisce la velocità di avanzamento, aumenta la profondità della zona trattata. La ricerca sperimentale conferma la possibilità di applicazione del trattamento laser (selettivo e controllato) ad acciai sinterizzati basso-legati a media densità.

26 Gli autori esprimono i più sentiti ringraziamenti all azienda Stame Srl (Arosio) per la preparazione dei campioni