Rozcieńczanie amoniaku podczas azotowania i węgloazotowania w złożu fluidalnym stali konstrukcyjnej 41CrAlMo7

• Autorzy: Żółciak Tadeusz , Łataś Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.5787

Warianty tytułu

EN

Ammonia dilution during nitriding and carbonitriding in a fluidized bed of 41CrAlMo7 constructional steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Azotowanie stali 41CrAlMo7 przeprowadzono w złożu fluidalnym z tlenku aluminium w stałej temperaturze 570oC/4 h w amoniaku z azotem technicznym lub z mieszaniną azotowo-wodorową. Węgloazotowanie przeprowadzano w amoniaku z azotem technicznym dla dwóch różnych nośników węgla. Ponadto jeden proces był przeprowadzony w amoniaku z dodatkiem 5% propanu. Badano wpływ rozcieńczania amoniaku czystym i technicznym azotem na twardość i grubość warstwy azotowanej. Porównano twardość i grubość warstwy węgloazotowanej w amoniaku z azotem technicznym i gazem ziemnym lub dwutlenkiem węgla z parametrami warstwy węgloazotowanej w amoniaku z propanem. Wysoką twardość powierzchni i grubość warstwy azotowanej uzyskano przy udziale 70% czystego azotu lub 30% azotu technicznego w mieszaninie z amoniakiem po wstępnym utlenianiu 350oC/30 min w powietrzu. W przypadku węgloazotowania najwyższą twardość i grubość warstwy azotowanej uzyskano w mieszaninie amoniaku z dodatkiem 5% propanu, a najwyższą grubość strefy związków azotkowych w mieszaninie amoniaku z azotem technicznym z dodatkiem gazu ziemnego lub dwutlenku węgla.

EN

Nitriding of 41CrAlMo7 steel was carried out in a fluidized bed of aluminum oxide at a constant temperature of 570oC/4h in ammonia with technical nitrogen or with nitrogen-hydrogen mixture. Carbonitriding was carried out in ammonia with technical nitrogen for two different carbon carriers. In addition, one process was carried out in ammonia with the addition of 5% propane. The influence of diluting ammonia with pure and technical nitrogen upon the hardness and thickness of the nitrided layer was investigated. The hardness and thickness of the carbonitrided layer in ammonia with technical nitrogen and natural gas or carbon dioxide were compared with the parameters of the layer carbonitrided in ammonia and propan. High surface hardness and thickness of the nitrided layer were obtained with the participation of 70% of pure nitrogen or 30% of technical nitrogen in a mixture with ammonia after preliminary oxidation at 350oC/ 30min in air. In case of carbonitriding, the highest hardness and thickness of the nitrided layer were obtained in a mixture of ammonia with and the addition of 5% propane, and the highest thickness of the nitride compound zone in a mixture of ammonia and technical nitrogen with the addition of natural gas or carbon dioxide.

Słowa kluczowe

PL

węgloazotowanie fluidalne; azotowanie; ulepszanie cieplne; warstwa utwardzona; strefa związków

EN

fluidised bed carbonitriding; nitriding; thermal improvement; hardened layer; zone of compounds

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 3
• Strony: 34--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Żółciak Tadeusz

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej

autor

Łataś Zbigniew

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej

Bibliografia

• 1. Michalski J.: Charakterystyki i obliczenia atmosfer do regulowanego azotowania gazowego stali. Instytut Mechaniki Precyzyjnej Warszawa 2011, s. 98–99.
• 2. Michalski J., Tacikowski J.: Termodynamiczne i kinetyczne aspekty regulowanego azotowania gazowego. „Inżynieria Powierzchni” 2019, vol. 24, nr 1, s. 3–10.
• 3. Wünning J.: Karbonitrieren nach dem NITROC – Verfahren. „ZwF“ 1977, 72, 3, s. 152–154.
• 4. Sproge L., Slycke J.: Control of the Compound Layer in Gaseous Nitrocarburising. „HTM. Heat Treatment of Metals” 1992, vol. 19, issue 1, s. 15–20.
• 5. Slycke J., Sproge L.: Die Mechanismen des Gasnitrierens und Nitrocarburierens. „HTM. Heat Treatment of Metals“ 1992, issue 6, s. 357–364.
• 6. Rogalski Z.: Obróbka fluidalna – stan techniki. Część I. Określenia, pochodzenie, urządzenia, procesy. „Inżynieria Powierzchni” 2000, nr 2, s. 3–20.
• 7. Dobrzański L.A., Dobrzańska-Danikiewicz A.D.: Inżynieria powierzchni materiałów; Kompendium wiedzy i podręcznik akademicki, Open Access Library, Annal VIII (1) 2018.
• 8. Jasiński J.: Fluidalno-atmosferowa obróbka dyfuzyjna stopów żelaza: teoria i praktyka. Seria Monografie nr 7, Politechnika Częstochowska 20
• 9. King P.C., Reynoldson A., Browning A., Long J.M.: Ferritic nitrocarburising of tool steels. „Surface Engineering” 2005, vol. 21, issue 2, p. 86–98.
• 10. Żółciak T., Ciski A., Płociński T.: Wpływ składu atmosfer węgloazotujących i azotujących na odporność korozyjną stali konstrukcyjnych 30HN2MFA i 38HMJ. „Inżynieria Powierzchni” 2009, nr 2, s. 17–24.
• 11. Żółciak T., Lankiewicz K.: Wpływ obróbki wstępnej i koncentracji propanu w mieszaninie z amoniakiem na wyniki węgloazotowania fluidalnego niskowęglowych stali typu C25 i S355. „Inżynieria Materiałowa” 2015, nr 4, s. 196–201
• 12. Żółciak T., Jastrzębski J., Obuchowicz Z.: Azotowanie i węgloazotowanie narzędziowej stali X37CrMoV5-1 w złożu fluidalnym. „Inżynieria Powierzchni” 2018, nr 4, s. 55–65.
• 13. Żółciak T., Jastrzębski J.: Azotowanie i węgloazotowanie stali nierdzewnej X20Cr13 w złożu fluidalnym. „Inżynieria Powierzchni” 2018, vol. 23, nr 2, s. 49–60.
• 14. Sposób gazowego azotowania lub węgloazotowania ferrytycznego stali stopowych w piecach fluidalnych. Pat. PL 40133 (2015).

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).