مطالعه تأثیر پهنای پالس لیزر بر کامپوزیت سازی سطحی فولاد ابزار h13

در این پژوهش به منظور بهبود خواص سطحی فولاد ابزار گرمکار 13h، ابتدا لایه ای از پودر کاربید تیتانیم بر روی نمونه های فولادی پیش نشانده شد و سپس با یک لیزر nd:yag پالسی تحت عملیات قرار گرفت. در اثر جذب انرژی پرتو لیزر در لایه سطحی، ذوب موضعی اتفاق افتاد و هم زمان با توزیع و انحلال ذرات کاربید تیتانیم در حوضچه مذاب، یک لایه کامپوزیتی در سطح نمونه ها تشکیل شد. با مطالعه سطح مقطع پوشش ها توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف نگاری تفکیک انرژی (eds) و ریزسختی سنجی، تأثیر تغییرات پهنای پالس لیزر بر ابعاد، ریزساختار و سختی منطقه کامپوزیتی بررسی شد. نتایج نشان داد که اگرچه درصد همپوشانیِ اثر پالس ها چندان تحت تأثیر مقدار پهنای پالس نیست، اما با افزایش مدت زمان اندرکنش هر پالس با ماده و کاهش مقدار قله توان لیزر، نسبت پهنا به عمق منطقه عملیات شده افزایش می یابد. ریزساختار منطقه کامپوزیتی شامل رسوب های غنی از عنصر تیتانیم با مورفولوژی های متفاوت است که در زمینه فولادی توزیع شده اند. کاهش پهنای پالس و افزایش حجم حوضچه مذاب موجب کاهش میانگین اندازه رسوب ها می شود. ریزسختی پوشش های کامپوزیتی تا دو برابر بیشتر از ریزسختی نمونه های فولادی است و با افزایش پهنای پالس، ریزسختی لایه کامپوزیتی نیز افزایش می یابد.