Purpose: of this paper was to evaluate changes in alumino-silicate glass ceramic surface structure and the bond strength to composite material after different surface conditioning methods. Design/methodology/approach: Different conditioning methods of ceramic surface were applied: sandblasting, etching with hydrofluoric acid or both. Grounded ceramic surface served as control group. To evaluate changes of ceramic surface structure CLSM microscopy was used and profilometric analysis of ceramic surface was performed. Shear bond strength of composite material to ceramics was tested. Findings: The highest bond strength between tested alumino-silicate ceramics and composite material was obtained after sandblasting followed by 5 min 9% HF. Research limitations/implications: Further research should be conducted to evaluate the influence of surface treatment methods e.g. prolonged hydrofluoric etching time, on mechanical properties of ceramics. Practical implications: Extending HF etching time of glass-ceramic surface results in increased surface area and allows to obtain high bond strength to composite material. Originality/value: Results of the study applies to clinical situation as the clinical outcome and survival rate of dental all-ceramic prosthetic restorations depend on reliable bonding to tooth structures.
W artykule przedstawiono porównanie wielkości naprężeń i odkształceń nawęglanej niskociśnieniowo stali 16MnCr5 hartowanej w gazie pod wysokim ciśnieniem (azot) i w oleju. Porównania dokonano na bazie detalu jakim było średniej wielkości koło zębate. Wykonano pomiary geometryczne bicia promieniowego na średnicy podziałowej koła przed i po obróbce cieplnej. Na podstawie tych wyników badań oceniono wpływ sposobu hartowania na stopień odkształcenia.
EN
Measurements of radial run-out on the wheel pitch circle before and after heat treatment were made.The review of the influence of the quenching method on the distortion level was elaborated on the base of the research data.
zmęczeniowej próbek wykonanych ze stali 17HMN, które poddano technologii nawęglania niskociśnieniowego wspomaganego azotowaniem PreNitLPC® oraz próbek nawęglonych z naniesionymi technologią PVD powłokami niskotarciowymi typu: a-C:H:W (WC/C) a-C:H (DLC Comp) oraz Si-DLC (DLC SiliComp). Temperatura procesu nanoszenia powłok we wszystkich przypadkach nie przekraczała 200˚C. Badane skojarzenie było smarowane czystym olejem syntetycznym bez dodatków. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że cienkie powłoki PVD nanoszone na wysokoobciążone stalowe elementy węzłów tarcia znacząco i w zróżnicowany sposób wpływają na powierzchniową trwałość zmęczeniową. Wydaje się więc konieczne, aby oprócz badań trwałości przeprowadzić dogłębne badania analityczne, mające na celu wyjaśnienie tak odmiennych zachowań elementów pracujących w smarowanym styku skoncentrowanym.
EN
resistance to pitting) of low-pressured carburized 17HNM steel samples, subjected to two kinds of surface modification. The first set of specimens were nitrided by means of PreNitLPC® process, while on each specimen of the second set, one of the following PVD coatings was deposited: a-C:H:W (trademark: WC/C), a-C:H (DLC Comp), Si-DLC (DLC SiliComp).The coating process temperature in all the cases did not exceed 200˚C. The investigated tribosystems were lubricated with a synthetic oil without additives. On the base of the research results it can be stated that thin PVD coatings, deposited onto heavy-loaded steel tribosystems, significantly and in a differentiated way affect the surface fatigue life. It seems necessary, apart from the fatigue wear investigation, to conduct profound analytical examinations aimed at explaining such a strongly different behaviour of elements working in a lubricated non-conformal contact.
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu procesu azotowania zrealizowanego w systemie „boost-diffusion” na właściwości stali X37CrMo51. Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury warstw azotowanych oraz profile mikrotwardości w tych warstwach. Proponowany sposób azotowania wydaje się bardzo obiecujący w zastosowaniu w nowoczesnych, uniwersalnych piecach do obróbki cieplnej. Proces realizowany w systemie „boost-diffusion” umożliwia precyzyjne sterowanie morfologią warstwy wierzchniej i osiągnięcie pożądanych właściwości stali po procesie obróbki cieplnej. Przedstawione wyniki badań są częścią projektu realizowanego w celu opracowania nowoczesnego komputerowego systemu wspomagania procesów azotowania próżniowego opartego na symulacjach wykorzystujących metody sieci neuronowych.
EN
The results of investigation into influence of nitriding process realized in the ”boost-diffusion” stages on X37CrMoV51 steel are presented in this paper. The microstructure of nitrides samples together with hardness profiles assessment are shown. The proposed process seems to be very promising in case of nitriding in modern multipurpose installations. The process realised in the ”boost-diffusion” order allows precise control of the morphology of the surface layer and to achieve the desired properties of the steel after heat treatment. The findings are part of a project in order to develop a modern computer aided system vacuum nitriding processes based on simulations using neural network method.
The results of investigation into influence of nitriding process realized in the “boost-diffusion” stages on X37CrMoV51 steel are presented in this paper. The structures of nitrides samples together with hardness profiles assessment are shown, as well as the results of residual stress measurements. The proposed process seems to be very promising in case of nitriding in modern multipurpose installations. The obtained maximum depth of nitrided zone was of 150 micrometers, the internal nitriding zone was created without presence of γ' precipitations, and the residual stresses of compressive character were obtained, what is advantageous from the viewpoint of tool service.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu procesu azotowania zrealizowanego w systemie „boost-diffusion” na właściwości stali X37CrMoV51. Przedstawiono microstrukturę warstw azotowanych oraz rozkłady mikrotwardości w tych warstwach wraz z pomiarami rozkładu naprężeń własnych. Proponowany sposób azotowania wydaje się bardzo obiecujący w zastosowaniu w nowoczesnych uniwersalnych piecach do obróbki cieplnej. Uzyskano warstwy o grubości do 150 mikrometrów. W strefie azotowania wewnętrznego nie stwierdzono wydzieleń fazy γ'. Uzyskane rozkłady naprężeń własnych o charakterze ściskającym są korzystne z punktu widzenia warunków pracy narzędzi.
W artykule przedstawiono badania nad opracowaniem modelu fizycznego wielosegmentowego azotowania niskociśnieniowego o strukturze procesu "boost-diffusion". Opracowany model umożliwi przeprowadzenie obróbki cieplnej i niskociśnieniowego azotowania stali narzędziowej i szybkotnącej w piecu próżniowym.
EN
The article discusses studies that have j sought to create a physical model of the boost-diffusion multi-segment low-pressure nitriding process. The model would be subsequently used to perform heat treatment and low-pressure nitriding of tool steels and high speed steels in a vacuum furnace.
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu procesu azotowania zrealizowanego w systemie boost-diffusion na właściwości stali HS6-5-2. Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury warstw azotowanych oraz profile mikrotwardości w tych warstwach wraz z wynikami pomiarów naprężeń własnych wykonanych metodą rentgenowską sin2ψ. Proponowany sposób azotowania wydaje się bardzo obiecujący w zastosowaniu w nowoczesnych uniwersalnych piecach do obróbki cieplnej. Proces realizowany w systemie boost-diffusion umożliwia precyzyjne sterowanie morfologią warstwy wierzchniej i osiągnięcie pożądanych właściwości stali po obróbce cieplnej. Przedstawione wyniki badań są częścią projektu realizowanego w celu opracowania nowoczesnego komputerowego systemu wspomagania procesów azotowania próżniowego opartego na symulacjach wykorzystujących metody sieci neuronowych.
EN
This paper presents the results of the influence of the nitriding process executed in the “boost-diffusion” type on the properties of HS6-5-2 steel. The results of studies of nitrided layer structure and microhardness profiles in these layers together with the distribution of residual stress measurements made by X-ray sin2ψ method are presented. Nitriding by the proposed method appears to be very promising in universal modern furnaces for heat treatment. The process carried out in the “boos-diffusion” way allows precise control of the morphology of the surface layer and the achievement of the desired properties of the steel after heat treatment. The results presented are the part of a project in order to develop a modern computer aided system vacuum nitriding processes based on simulations using neural network method.
W pracy przedstawiono wyniki badań stali WCL, WNLV, SW7M oraz NC11LV poddanych procesom regulowanego azotowania pod obniżonym ciśnieniem w uniwersalnym piecu próżniowym. Hartownie usługowe realizują procesy obróbki cieplnej o charakterze jednostkowym lub małoseryjnym. Wyposażone są najczęściej w piece uniwersalne umożliwiające przeprowadzanie takich obróbek, jak: wyżarzanie, lutowanie, hartowanie i odpuszczanie, a także nawęglanie z obróbką cieplną po nawęglaniu. Wiele części maszyn i narzędzi poddaje się procesom azotowania. Zwykle realizowane są one w specjalnie do tego celu skonstruowanych stanowiskach w piecach wgłębnych. Pojawia się jednak coraz większe zainteresowanie zarówno małych hartowni usługowych, jak i dużych zakładów przemysłowych w wykorzystaniu uniwersalnych pieców próżniowych dla realizacji procesów azotowania. Autorzy publikacji, wychodząc naprzeciw wzrastającym potrzebom rynku oraz mając na celu rozszerzenie bazy wiedzy w obszarze powierzchniowej modyfikacji stopów żelaza na drodze obróbek cieplno-chemicznych, podjęli badania nad opracowaniem technologii oraz oprogramowania symulacyjnego implementowanych w uniwersalnych piecach próżniowych. W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań morfologii i mikrotwardości w stalach narzędziowych poddanych azotowaniu regulowanemu pod obniżonym ciśnieniem. Obróbce poddano stale narzędziowe: WCL (X37CrMoV51), WNLV (35CrMo8), NC11LV (X153CrMoV12) oraz SW7M (HS6-5-2). Procesy azotowania przeprowadzono w atmosferze zdysocjowanego amoniaku pod ciśnieniem 26 mbar. Badania wykazały, że w procesach otrzymano warstwy azotowane o typowych strukturach dla azotowania próżniowego z możliwością sterowania powierzchniowym stężeniem azotu, tak aby uzyskać warstwy e i y' na powierzchni elementów, bądź też wyłącznie strefę azotowania wewnętrznego. Struktury stali badano na mikroskopie świetlnym Nikon MA 200 przy powiększeniach 100 i 500×. Mikrotwardość badano za pomocą zautomatyzowanego mikrotwardościomierza CLEMEX przy obciążeniu 100 g według normy PN-EN ISO 4516. Profile mikrotwardości są typowe dla uzyskiwanych w procesach azotowania w piecu wgłębnym. Maksymalną twardość 1254 HV0,1 uzyskano dla stali SW7M (HS6-5-2). Grubość warstw oceniano metodą pomiaru mikrotwardości przy założonym kryterium: twardość rdzenia + 150HV. Wynosiła od 20 um dla stali WCL do 120 um dla stali WNLV.
EN
The results of researches on WCL (X37CrMoV51), WNLV (35CrMo8), NC11LV (X153CrMoV12) and SW7M(HS6-5-2) steel after nitriding under low pressure in universal vacuum furnace are presented in this paper. Hardening shops realize processes of piece or short-run production. They are mostly equipped with universal furnaces allowing treatments as follows: annealing, hardening and tempering, soldering, carburizing and heat treatment after carburizing. However, many machine parts undergo processes of nitriding, typically realized in especially design stands based on the pit furnaces. The increasing interests appear both from small hardening shops and big production plants in application of universal vacuum furnaces to nitride steel parts. Authors of presented paper to meet the needs of the market, and to widen the knowledge database in the field of surface modification of steel substrates undertook a study to elaborate technology and simulation program aiding processes of nitriding in universal vacuum furnaces. The results of preliminary investigations of morphology of surface layer, and microhardness profiles in the tool steels after vacuum nitriding are presented in this paper. Following steels underwent nitriding treatment in the atmosphere of dissociated ammonia under low pressure: WCL (X37CrMoV51), WNLV (35CrMo8), NC11LV (X153CrMoV12) and SW7M (HS6-5-2). Nitriding processes were carried out at pressure 26 mbar, during 4 hours, in the atmosphere of dissociated ammonia. Flow of the ammonia was the controlled variable. The surface layers of structures typical for nitriding process were obtained, and the possibilities of different types of morphology creation were proofed. Structures were observed with use of Nikon MA 200 light microscope at magnifications 100 and 500×. Microhardness was assessed with use of CLEMEX apparatus at load 100 g according to standard PN-EN ISO 4516. Results are comparable to those obtained in pit furnace. Maximum hardness was 1254 HV0.1 for SW7M (HS6-5-2). Thickness of layers was as sessed with criterion "core hardness + 150 HV" and varies between 20 for WCL (X37CrMoV51) to 120 um for WNLV (35CrMo8) steel.
W pracy przedstawiono wyniki badań wybranych gatunków stali do nawęglania zmodyfikowanych opracowaną w Instytucie Inżynierii Materiałowej PŁ, opatentowaną technologią nawęglania próżniowego z przedazotowaniem - - PreNitLPCR. Badania przeprowadzone zostały pod kątem wykorzystania wybranych podłoży stalowych w konstrukcjach nowoczesnych przekładni zębatych stosowanych w lotnictwie. Przedmiotem badań były próbki wykonane z następujących materiałów: FERRIUM C61 według US Patent 6.176.946; stal 8620 według SAE J404, stal EN39B według BS970-1 (zbliżona do 15NiCrMo) oraz stal 20H2N4A według PN/H 84035. Uzyskane technologiczne warstwy wierzchnie poddano następującym badaniom: - określenie twardości powierzchniowej i rdzenia metodą Vickersa, - określenie struktury warstwy przypowierzchniowej oraz struktury rdzenia z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej, - określenie grubości warstwy metodą metalograficzną, - określenie profilu węgla w warstwie nawęglonej z wykorzystaniem optycznej spektrometrii emisyjnej, - określenie efektywnej grubości warstwy nawęglanej, - określenie zawartości austenitu szczątkowego w warstwie przypowierzchniowej metodą analizy obrazu, - określenie właściwości tribologicznych metodą pin on disc. Wyniki badań potwierdziły korzystny wpływ technologii PreNitLPCR na strukturę i właściwości zmodyfikowanych warstw powierzchniowych.
EN
The results of research on selected steel for carburizing are presented in this paper. The substrates were modified by patented, elaborated in Institute of Material Science of Technical University of Lodz, Poland, method of carburizing with preliminary nitriding PreNitLPCR. Researches were conducted with emphasis on application of heat treated substrates in modern aircraft gear transmissions. Samples made of following materials were the subject of researches: FERRIUM C61 in accordance with US Patent 6.176.946; steel 8620 in accordance with SAE J404, steel EN39B in accordance with BS970-1 and steel 20H2N4A in accordance with PN/H 84035. Samples made of investigated grades in shape of discs of dimensions O25,4×10 mm underwent the PreNitLPCR process in vacuum furnace 16.0VPT-4022/24 IQN delivered by Seco/Warwick Poland. Modified substrates underwent following researches: - determination of surface hardens by Vickers method at load 50 N and matching Rockwell hardness mean value, characterization of near surface and core structures by light microscopy , - determination of case depth by metallographic observation, - quantification of carbon profile along case depth by GDOES, - determination of effective case depth with 0.4% carbon criterion, - quantification of retained austenite content by image analysis, - tribological characterization of layers by "pin on disc" method.
W pracy przedstawiono, na przykładzie stali 17-4PH, właściwości tribologiczne TWW uzyskiwanej w wyniku azotowania próżniowego na nierdzewnych stalach martenzytycznych utwardzanych wydzieleniowo. Dokonano przeglądu i dyskusji przydatności standardowych prób tarcia oraz uzasadniono wykorzystanie do badań metody „Pin-on-Disk" wg. normy ASTM G99.
EN
For example of 17-4PH steel, tribological properties of precipitated hardening vacuum nitrided surface layer of maraging steels, is presented in this paper. Additionally, review of literature and discussion about standard friction tests was made. Moreover, provided justification of using Pin-on-Disc in conformity with the ASTM G 99 standard was presented.
Przedstawiono możliwości wykorzystania uniwersalnych pieców próżniowych dla realizacji obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej i powierzchniowej elementów maszyn, urządzeń i pojazdów w hartowniach usługowych, głównie przy krótkoseryjnym, kooperacyjnym charakterze świadczenia usług technologicznych. Podjęto dyskusje nad krytycznymi parametrami hartowania w gazach obojętnych pod wysokim ciśnieniem, podstawowymi problemami obróbki cieplno-chemicznej pod obniżonym ciśnieniem wyrobów stalowych. Omówiono standardowe i opcjonalne wyposażenie uniwersalnych pieców próżniowych oraz wskazano na nowe potencjalne obszary wykorzystania tych urządzeń dla utwardzania powierzchniowego stopów tytanu.
EN
The possibilities of utilization the universal vacuum furnaces for heat, thermo-chemical and surface treatments of parts of machines, devices and vehicles at hardening shops mainly in short-serial, cooperative character of rendered services .are presented in this paper. The critical an uenching parameters in case of inert gases under high pressures are under discussion as well as basi ar problems of thermo-chemical treatment under low pressures of steel elements. The standard and optional e cu uipment of universal vacuum furnaces is discussed and the new, potential areas of application of these installations for surface harde a ng of tita en um alloys.
W pracy przedstawiono, na przykładzie warstw naweglanych i azotowanych wyniki badań parametrów struktury i właściwości TWW. Dokonano przeglądu i dyskusji przydatności standardowych metod badań oraz technik opartych na wykorzystaniu aktualnych osiągnięć w zakresie aparatury badawczej.
EN
The results of testing procedures of structure and properties of technological surface layers, on the example of nitrided and carburized case are presented in this paper. The review and discussion, on the suitability of standard measurement techniques and those based on novel achievements in the field of testing equipment, were accomplished.
W pracy przedstawiono, na przykładzie warstw nawęglanych i azotowanych wyniki badań parametrów struktury i właściwości technologicznej warstwy wierzchniej(TWW).Dokonano przeglądu i dyskusjiprzydatności standardowych metod badań oraz technik opartych na wykorzystaniu aktualnych osiągnięć w zakresie aparatury badawczej.
EN
The results of testing procedures of structure and properties of technological surface layers, on the example of nitrided and carburized case are presented in this paper. The review and discussion, on the suitability of standard measurement techniques and those based on novel achievements in the field of testing equipment, were accomplished.
W pracy wykonano przegląd metod umożliwiających zmianę właściwości warstwy wierzchniej stali odpornych na korozje poprzez azotowanie. Dokonano przeglądu metod dekompozycji warstewki tlenków, będącej warstwą ochronna jak i barierą dla procesów dyfuzyjnych, z wykorzystaniem; halogenków, rozpylania katodowego, trawienia chemicznego oraz aktywacji siarką. Przedstawiono mechanizm azotowania z wykorzystaniem siarki jako depasywatora. Pokazano morfologie warstw azotowanych na różnych gatunkach stali odpornych na korozję. Omówiono właściwości warstwy azotowanej na przykładzie stali 17-4PH po azotowaniu próżniowym.
EN
The review of methods which allow changing the properties of surface layer of corrosion resistance steels on the way of nitriding, is presented in this paper. The methods for oxides decomposition, (acting as a protective barrier but also as diffusion process barrier) with use of halides, cathode sputtering, chemical etching and sulfur activation are presented here. The mechanism of nitriding with use of sulfur as a depassivating agent is explained. Morphologies of nitrided layers on different corrosion resistant steels grades are shown. Properties of nitrided layers on 17-4PH after low pressure are discussed.
W pracy przedstawiono wyniki badań podstawowych parametrów T.W.W otrzymanej w wyniku obróbki metodą nawęglania próżniowego pięciu kompozycji składu typowych stali do nawęglania. Zestawy próbek obrobione były w przystosowanym do nawęglania próżniowego piecu VDN1 13 przy ustalonym składzie ośrodka nawęglającego, temperaturze i sposobie chłodzenia oraz przebiegach procesu technologicznego umożliwiającego uzyskanie warstw o grubości 0,2-1,2 mm. Dla określenia parametrów procesów wykorzystano program komputerowego wspomagania procesu nawęglania próżniowego FINE CARB.
EN
The results of the researches of the technological surface laser obtained after vacuum Carburizing of five grades of steels, are presented in this paper. The sets of the specimens were treated in adapted for carburizing furnace VDN113, at fixed carburizing atmosphere composition, temperature and cooling way and technological process courses allowing obtaining layers of thickness 0,2- 1,2 mm. Computer simulation program FINE CARB was used to determine the parameters of the vacuum carburizing process.
Każdy przedmiot powinien być wykonany z materiału , którego własności najlepiej odpowiadają jego warunkom eksploatacji. Największe znaczenie mają własności mechaniczne , tj. te cechy, które determinują zdolność przeciwstawiania się materiału działaniu różnych obciążeń mechanicznych. Własności te wyznacza się za pomocą prób wytrzymałościowych, z których najbardziej rozpowszechnione są pomiary twardości.