Effect of unconventional methods of cutting on microstructure, topography and microhardness changes in steel

Abstract

The carbon steel for ąuenching and tempering has been cut with two different techniques, plasma arc and laser. The influence of these two unconventional methods of cutting on the changes of microstructure and properties has been studied in this paper. The structure changes after cutting were investigated by means of both light and scanning electron microscopy, additionally microhardness in the heat affected zone was measured. The performed investigations show that both methods of cutting have a strong influence on the structure and properties of investigated steels. Characteristic structure of cut area was a bainitic structure. The amount of bainite structure decreased with increased distance from the edge of the cutting sample. The plasma arc cutting influences the structure changes morę than laser beam. The bainitic structure after this method of cutting was observed to a depth of near 130 micrometers (laser), whereas after plasma arc - average 400 micrometers. Measured microhardness at the edge after cutting by both methods was about 28OHvO.l what makes up 130% increase comparing to materiał beyond the heat affected zone.

Stal węglową do ulepszania cieplnego wycięto dwiema metodami: lukiem plazmowym i laserem. W artykule przedstawiono porównawcze wyniki badania mikrostruktury i mikrotwardości w strefie wpływu ciepła po cięciu stali tymi dwiema metodami. Cechą charakterystyczną było wystąpienie struktury bainitycznej w strefie wpływu cięcia. W przypadku cięcia laserem struktura bainitu obserwowana była do głębokości około 130 (Jm, z kolei po cięciu łukiem plazmowym strefa wpływu sięgała aż do głębokości 400 nm. Zmierzona mikrotwardość przy krawędzi po cięciu zarówno łukiem plazmowym, jak i laserem wynosiła około 280 Hv0,l, co w porównaniu z materiałem poza strefą wpływu stanowi wzrost o ponad 130%.