Wpływ azotowania jarzeniowego na właściwości powłok stalowych natryskiwanych cieplnie

• Autorzy: Babul T. , Olbrycht A. , Pawlik S. , Trojanowski J.

Identyfikatory

DOI

10.26628/ps.v90i9.942

Warianty tytułu

EN

The influence of glow-discharge nitriding on the properties of thermally sprayed steel coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technologie hybrydowe to jeden z kierunków rozwoju inżynierii materiałowej. Wpisują się w tę tematykę badania nad poprawą właściwości użytkowych powłok stalowych natryskiwanych cieplnie poprzez obróbkę cieplno-chemiczną. W pracy przedstawiono wyniki badań powłok natryskiwanych łukowo ze stali odpornych na korozję X46Cr13 i X2Cr-Ni18-9 i następnie azotowanych jarzeniowo. Azotowanie jarzeniowe wykonano na potencjale katody przy następujących parametrach: w temperaturze 450 °C przez 6 h i w temperaturze 530 °C przez 4 h. Opisano oraz przedstawiono wyniki następujących badań: badań metalograficznych, analizy punktowej jakościowej i ilościowej EDS, pomiaru twardości HV, rozkładu twardości, pomiaru parametrów chropowatości, badań odporności na zużycie metodą Amslera. W wyniku badań stwierdzono, że azotowanie jarzeniowe powoduje wzrost twardości oraz odporności na zużycie przez tarcie powłok natryskiwanych cieplnie ze stali odpornych na korozję X46Cr13 i X2CrNi18-9. Technologia hybrydowa łącząca natryskiwanie cieplne stali odpornej na korozję martenzytycznej X46Cr13 i azotowanie jarzeniowe w temperaturze 530 °C przez 4 h zapewnia wytworzenie powłoki o najwyższej twardości i odporności na zużycie ze wszystkich badanych powłok. Powłoka taka może zostać zastosowana do regeneracji części maszyn, od których wymaga się szczególnie wysokich właściwości użytkowych.

EN

Hybrid technologies are one of the directions of materials engineering development. They contribute to the subject of research on improving the performance of thermally sprayed steel coatings by thermo-chemical treatment. The paper presents the test results of arc spraying stainless steel coatings and then glow-discharge nitrided. The glow-discharge nitriding was performed with the following parameters: at 450 °C for 6 hours and at 530 °C for 4 hours. The results of the following tests are described and presented: metallographic (SEM), qualitative and quantitative analysis point EDS, measurement of hardness HV, hardness distribution, measurement of roughness parameters (Ra, Rz), wear resistance by the Amsler method. The results showed that the glow-discharge nitriding increases the hardness and the frictional wear resistance of thermal sprayed stainless steel X46Cr13 and X2CrNi18-9 coatings. The hybrid technology, combining thermal spraying of martensitic stainless steel X46Cr13 and glow-discharge nitriding at 530 °C for 4 hours, provides formation of a coating with the highest hardness and wear resistance of all the tested coatings. This coating can be applied to the regeneration of machine parts, which are required to have particularly high useful properties.

Słowa kluczowe

PL

natryskiwanie cieplne; natryskiwanie łukowe; azotowanie jarzeniowe; powłoka X46Cr13; powłoka X2CrNi18-9; twardość Vickersa; odporność na zużycie; metoda Amslera

EN

thermal spraying; arc spraying; glow-discharge nitriding; X46Cr13 coating; X2CrNi18-9 coating; Vickers hardness; wear resistance; Amsler method

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Welding Technology Review
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 90, nr 9
• Strony: 13--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Babul T.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

autor

Olbrycht A.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

autor

Pawlik S.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

autor

Trojanowski J.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

Bibliografia

• [1] W. Milewski, Nowoczesne kierunki rozwoju technologii natryskiwania cieplnego, 44. Naukowo-Techniczna Konferencja Spawalnicza „Postęp i innowacje w spawalnictwie” WROCŁAW 2002.
• [2] W. Żórawski, Nowe kierunki rozwoju natryskiwania cieplnego w produkcji części maszyn, Inżynieria Powierzchni (2011), nr 3, 10-17.
• [3] T. Hejwowski, Nowoczesne powłoki nakładane cieplnie odporne na zużycie ścierne i erozyjne. Monografia, Politechnika Lubelska, Lublin 2013.
• [4] W. Milewski, A. Nakonieczny, A. Olbrycht, Dotychczasowe doświadczenia z przemysłowego zastosowania w Polsce powłok ochronnych natryskiwanych cieplnie, Ochrona przed Korozją (2011), nr 7, 435-437.
• [5] T. Babul, Możliwości natryskiwania UDDP+Ni na stal 17CrNiMo6, Przegląd Spawalnictwa (2009), vol. 81(9), 86-89.
• [6] T. Babul, Podstawy procesu natryskiwania detonacyjnego powłok NiCrBSi i WC/Co. Monografia, Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa, 2011.
• [7] A. Olbrycht, Powłoki metalowe jako zabezpieczenie antykorozyjne konstrukcji stalowych, Przegląd Spawalnictwa (2014), vol. 86(2), 2-6.
• [8] W. Milewski, A. Olbrycht, S. Pawlik: Wpływ rodzaju układu rozpylającego i sposobu natryskiwania na koszty wykonania powłok natryskanych łukowo, Przegląd Spawalnictwa (2012), vol. 84(9), 14-19.
• [9] J. Wojdak, P. Sędłak, P. Wanke, T. Stawicki, Analiza rozwoju metod regeneracji części maszyn w aspekcie przemian gospodarczych, Inżynieria Rolnicza (2009), 1(110), 347-352.
• [10] T. Borowski, J. Kamiński, J. Trojanowski, T. Wierzchoń, Analiza struktury i właściwości warstw azotowanych wytworzonych na stali 316L w różnych obszarach wyładowania jarzeniowego, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji (2010), vol. 30(3), 69-77.
• [11] P. Wach, A. Ciski, J. Tacikowski, T. Babul, S. Tirak, P. Šuchmann, Możliwości obróbki cieplnej warstw azotowanych wytworzonych na stalach, Inżynieria Powierzchni (2017), nr 1, 48-54.
• [12] J. Flis, Azotowanie plazmowe i jego wpływ na odporność korozyjną stali nierdzewnych, Ochrona przed korozją (2005), nr 4, 86-89.
• [13] L. Berkowski, Właściwości azotowanych powłok regeneracyjnych, Obróbka Plastyczna Metali (2011), t. XXII nr 1, 15-29.
• [14] A. Byeli V., M.A. Belotserkovskii, V.A. Kukareko, Microstructure and wear resistance of thermal sprayed steel coatings ion beam implanted with nitrogen, Wear (2009), 267, 1757-1761.
• [15] S. Adach, N. Ueda, Formation of S-phase layer on plasma sprayed AISI 316L stainless steel coating by plasma nitriding at low temperature, Thin Solid Films (2012), 523, 11-14.
• [16] PN-82/H-04332 Badania wytrzymałościowe metali – Badanie zużycia metali lub ich warstw dyfuzyjnych w procesie tarcia ślizgowego przy stałym nacisku na maszynie Amslera.