Tytuł pozycji:
Laser alloying of 316L steel with boron using CaF2 self-lubricating addition
Good resistance to corrosion and oxidation of austenitic 316L steel is well-known. Therefore, this material is often used wherever corrosive media or high temperature are to be expected. However, under conditions of appreciable mechanical wear (adhesive or abrasive), this steel have to characterize by suitable wear protection. The diffusion boronizing can improve the tribological properties of 316L steel. However, the small thickness of diffusion layer causes the limited applications of such a treatment. In this study, instead of diffusion process, the laser boriding was used. The external cylindrical surface of base material was coated by paste including amorphous boron and CaF2 as a self-lubricating addition. Then the surface was remelted by laser beam. TRUMPF TLF 2600 Turbo CO2 laser was used for laser alloying. The microstructure of remelted zone consisted of hard ceramic phases (iron, chromium and nickel borides) located in soft austenite. The layer was uniform in respect of the thickness because of the high overlapping used during the laser treatment (86%). The obtained composite layer was significantly thicker than that-obtained in case of diffusion boriding. The remelted zone was characterized by higher hardness in comparison with the base material. The significant increase in wear resistance of laser-borided layer was observed in comparison with 316L austenitic steel which was laser-alloyed without CaF2.
Stal austenityczna 316L jest znana z dużej odporności na korozję i utlenianie. Dlatego materiał ten jest stosowany często tam, gdzie jest spodziewane agresywne środowisko lub wysoka temperatura. Jednakże w warunkach znacznego zużycia mechanicznego (ściernego czy adhezyjnego) materiał ten powinien charakteryzować się odpowiednią odpornością na zużycie. Celem pracy było przeprowadzenie stopowania laserowego stali 316L z zastosowaniem materiału stopującego w postaci mieszaniny amorficznego boru i dodatku samosmarującego CaF2. Bor amorficzny miał prowadzić do wytworzenia w strefie przetopionej twardych borków żelaza, chromu i niklu — podstawowych pierwiastków występujących w stali 316L. Spodziewano się znacznego zwiększenia twardości oraz odporności na zużycie przez tarcie wytworzonej warstwy powierzchniowej w porównaniu ze stalą 316L nie poddaną żadnej obróbce. Zastosowanie dodatku samosmarującego w postaci fluorku wapnia miało prowadzić do jeszcze większej odporności na zużycie dzięki wytworzeniu na żużywającej się powierzchni tribofilmu.
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.
