Zum Inhalt

Surface Modification of High-Carbon Steel Using Fiber Laser and Its Thermal, Microstructural and Tribological Analysis

  • 20.02.2019
Erschienen in:

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this study, surface modification of high-carbon steel was carried out using 2 kW fiber laser and thermal, microstructural and tribological characterizations were performed. The process parameters selected for laser surface treatment were laser power (600-1500 W) and scan speed (3000-4500 mm/min). Infrared pyrometer was used to record the surface temperature during the process. The metallographic analysis was carried out using an optical microscope to find the depth and width of the laser-treated zone. Scanning electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy were performed to reveal the microstructure and compositional changes taking place in the laser-treated zone. It was observed that the dendritic growth took place from the top surface toward the center of the laser-treated zone. The amount of dendritic growth can be related to the maximum surface temperature generated during the process. XRD analysis indicated the formation of some intermetallic compounds and phase shifts taking place in the laser-treated zone. Residual stress analysis was performed to analyze the amount of stress accumulation in the laser-treated zone. When the temperature cycle was analyzed, it was found that the melting of the steel resulted in the formation of a surface under compressive stress while the non-melt hardened zone developed a surface under tensile stress. The maximum Vickers microhardness value achieved was about 958.8 HV0.5 for 1500 W power and 3000 mm/min scan speed. Scratch test was performed on the laser-treated track, and it was found that the hardened zone showed better tribological properties with respect to the parent material. Finally, it was observed that the surface roughness value increased with higher heat input probably due to high rate of oxide formation as well as due to the presence of martensite in the laser-treated zone.

Sie sind noch kein Kunde? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Lizenzmodelle:

Einzelzugang

Starten Sie jetzt Ihren persönlichen Einzelzugang. Erhalten Sie sofortigen Zugriff auf mehr als 170.000 Bücher und 540 Zeitschriften - pdf-Downloads und Neu-Erscheinungen inklusive.

Jetzt ab 54,00 € pro Monat!                                        

Mehr erfahren

Zugang für Unternehmen

Nutzen Sie Springer Professional in Ihrem Unternehmen und geben Sie Ihren Mitarbeitern fundiertes Fachwissen an die Hand. Fordern Sie jetzt Informationen für Firmenzugänge an.

Erleben Sie, wie Springer Professional Sie in Ihrer Arbeit unterstützt!

Beraten lassen
Titel
Surface Modification of High-Carbon Steel Using Fiber Laser and Its Thermal, Microstructural and Tribological Analysis
Verfasst von
Mohammad Shahid Raza
Susmita Datta
Kumar Vivekanand
Partha Saha
Publikationsdatum
20.02.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Engineering and Performance / Ausgabe 3/2019
Print ISSN: 1059-9495
Elektronische ISSN: 1544-1024
DOI
https://doi.org/10.1007/s11665-019-03943-1
Dieser Inhalt ist nur sichtbar, wenn du eingeloggt bist und die entsprechende Berechtigung hast.

JOT - Journal für Oberflächentechnik (Link öffnet in neuem Fenster)

Das führende Magazin für sämtliche Themen in der Oberflächentechnik.
Für Entscheider und Anwender aus allen Bereichen der Industrie.

    Bildnachweise
    Wagner Logo/© J. Wagner GmbH, Harter Drying Solutions/© HARTER GmbH, Cenaris Logo/© CENARIS GmbH, Ecoclean Logo/© SBS Ecoclean Group, Eisenmann Logo/© EISENMANN GmbH, FreiLacke Logo/© Emil Frei GmbH & Co. KG, Afotek Logo/© @AFOTEK Anlagen für Oberflächentechnik GmbH, Fischer Logo/© Helmut Fischer GmbH, Venjakob Logo/© VENJAKOB Maschinenbau GmbH & Co. KG, Nordson Logo/© Nordson Deutschland GmbH, Akzo Nobel Power Coatings GmbH/© Akzo Nobel Power Coatings GmbH, Sames GmbH/© Sames GmbH, Karl Bubenhofer AG/© Karl Bubenhofer AG, Munk GmbH/© Munk GmbH, Endress+Hauser Flow Deutschland/© Endress+Hauser Flow Deutschland, JOT - Journal für Oberflächentechnik, Chemetall und ZF optimieren den Vorbehandlungsprozess/© Chemetall