مشخصه یابی فازی، ریزساختاری و بازدهی سختکاری سطحی فولاد ابزار SKS۳ سختکاری شده توسط لیزر دیودی توان بالا

در این پژوهش، سخت کاری سطحی فولاد ابزار سرد کار SKS۳ توسط لیزر دیودی توان بالا با توان بیشینه ی ۱۶۰۰ وات انجام گرفته است. توان های اعمالی (۱۲۰۰ و ۱۴۵۰ وات)، سرعت های روبش (۶/۱ الی ۳ میلی متر بر ثانیه) و فاصله های ۵۵، ۷۰ و ۷۵ میلی متر به عنوان پارامترهای آزمون اعمال شدند. بررسی های ریزساختاری، آنالیز فازی و ریز سختی سنجی به ترتیب توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی، پراش پرتوی ایکس و ریز سختی سنجی انجام شده است. بررسی های ریزساختاری و فازی نشان داد که فرآیند سخت کاری منجر به ایجاد ساختار دوفازی مارتنزیت و آستنیت باقی مانده شد. استفاده از لیزر هر سه حالت سخت کاری سطحی، ذوب سطحی و عدم سخت کاری را ایجاد کرده است. بهترین ترکیب عمق و عرض سخت کاری برای نمونه هایی با چگالی انرژی J/mm۲ ۲۵۰-۲۰۸ ایجاد شد. محاسبه ی درصد فاز آستنیت باقی مانده و گرمای ورودی، مشخص کرد که با افزایش گرمای ورودی، درصد آستنیت باقی مانده افزایش می یابد به گونه ای که برای نمونه با بیشترین گرمای ورودی، درصد فاز آستنیت باقی مانده در حدود ۳۷ درصد محاسبه شد، همچنین برای نمونه با بیشترین گرمای ورودی ( J/mm۲/۹۰۶)، کمترین میزان سختی حاصل شده است (۶۵۳ ویکرز) و بیشترین سختی (۷۶۰ ویکرز) برای نمونه ای بوده است که دارای گرمای ورودی پایین تری ( J/mm۷۲۵) بوده است. بررسی های مقادیر بازده سخت کاری۱ مشخص کرد که صرفا با افزایش چگالی انرژی لیزر، شرایط سخت کاری بهبود نمی یابد بلکه برای حصول بالاترین سختی و ریزساختار مناسب، مقدار بهینه ی توان و سرعت اسکن موردنیاز است.

Keywords:

سخت کاری سطحی لیزری , فولاد ابزار SKS۳ , لیزر دیودی توان بالا , ساختار دوفازی , بازدهی سخت کاری