Study on laser surface quenching structure and hardness of C45 steel

Estudio de la estructura de temple superficial por láser y la dureza del acero C45

Se estudiaron los cambios de la profundidad de endurecimiento y la dureza superficial del acero C45 tras el temple superficial con láser. En primer lugar, se utilizaron el láser Nd:YAG y el láser CO2 para realizar el temple superficial. Los parámetros variables del proceso incluyen la potencia, la velocidad de barrido y la distancia de desenfoque. A continuación, se utilizó el láser Nd:YAG para templar las muestras mediante experimentos ortogonales, y se obtuvieron los parámetros de proceso optimizados, y la dureza de la superficie mejoró de forma evidente. Por último, comparando el temple de acero C45 con láser CO2, se halló la curva de influencia de los parámetros del proceso en la dureza superficial, y se obtuvieron los parámetros óptimos del proceso.

INTRODUCCIÓN

El acero C45 es un acero estructural al carbono de alta calidad, con buenas propiedades mecánicas después del tratamiento de mo- dulación. Se utiliza ampliamente en motocicletas y automóviles, especialmente para bielas, pernos, engranajes y ejes que trabajan bajo cargas alternas [1]. El acero C45 está sometido a una gran fricción en el trabajo, y suele endurecerse para mejorar su dureza, resistencia al desgaste y vida útil. En los últimos años, el láser Nd: YAG y el láser CO₂ se utilizan principalmente para realizar el temple superficial de materiales [2-3]. En este trabajo se estudió el efecto de estos dos láseres sobre la microestructura, la profundidad de endurecimiento y la dureza superficial del acero C45 después del temple. Tras el temple láser, la microestructura de la capa endurecida cambia y la martensita se vuelve más fina, lo que mejora en gran medida las propiedades del material. Fácil de procesar, amplia aplicación, tecnología de procesamiento sencilla, sin contaminación, bajo nivel de ruido, alta eficacia.

MATERIALES Y EQUIPOS EXPERIMENTALES

El material experimental es un acero C45 laminado cortado en una matriz de 100 × 25 × 10 mm mediante corte por hilo. El equipo de experimentación es un láser de CO₂ de flujo cruzado HGL-6000 y un láser Nd:YAG de 400 vatios. La microestructura se observó mediante microscopía óptica metalográfica y microscopía electrónica de barrido. El rugosímetro de superficie es un rugosímetro de contorno jB5C. La dureza se midió con un medidor de microdureza. Después de templar la matriz, se recorta la sección transversal del ma- trix y, a continuación, se esmerila y pule con la ma- quina metalográfica de incrustación.

EXPERIMENTOS

El experimento utiliza el canal de sing- le láser para escanear la muestra.