Wytwarzanie monofazowych warstw azotków żelaza na stalach węglowych podczas procesu azotowania gazowego i ich odporność korozyjna

• Autorzy: Wach P. , Derewnicka D.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.5.19

Warianty tytułu

EN

Formation of the monophase iron nitride layers during gas nitriding processes and their corrosion resistance

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono sposoby wytwarzania warstw azotowanych na stalach węglowych typu C45 i C10 z przypowierzchniową warstwą azotków żelaza składającą się tylko z fazy γ′ (Fe4N) lub z niewielkim dodatkiem fazy ε (Fe2-3N). Warstwy wytwarzano za pomocą regulowanego azotowania gazowego. Warstwy azotowane z przypowierzchniową warstwą azotków żelaza składające się tylko z fazy γ′ wytworzono w procesie z regulacją w temperaturze procesu (bez regulacji i kontroli okresu nagrzewania) albo przez całkowitą regulację i kontrolę całego procesu w okresie nagrzewania i w zadanej temperaturze procesu. Tak wytworzone przypowierzchniowe warstwy azotków miały ten sam skład fazowy, lecz inną morfologię. Warstwy wytworzone przez przekształcenie fazowe (bez regulacji okresu nagrzewania tylko z regulacją we właściwej temperaturze procesu) są porowate, natomiast warstwy z całkowitą regulacją i sterowaniem procesu w okresie nagrzewania i w zadanej temperaturze procesu są szczelne i prawie pozbawione porów. Brak porowatości i szczelność przypowierzchniowych warstw azotków żelaza pozwala na osiągniecie dobrej odporności korozyjnej w porównaniu z warstwami porowatymi. W celu określenia mikrostruktury i odporności korozyjnej warstw azotowanych przeprowadzono badania metalograficzne (mikroskopia świetlna i elektronowa), rentgenostrukturalne oraz odporności na korozję metodami elektrochemicznymi i w komorze solnej.

EN

In the article methods of formation of the nitrided layers on the surface of C45 and C10 carbon steels, with the subsurface layer consisting of γ′ (Fe4N) phase only, or with a small addition of ε (Fe2-3N) phase are presented. Layers were formed by controlled gas nitriding. Nitrided layers with subsurface iron nitride layer consisting of the γ′ phase only produced during process with adjustment of its parameters at the nitriding temperature (without regulation and control of the heating period) or by a full adjustment and control of the entire process of heating and soaking at the determined process temperature. Formed this way, subsurface nitride layer have the same phase composition but different morphology. The layers formed by phase conversion (without control and regulation of the heating period, control and regulation at the stage of nitriding at process proper temperature only) are porous, while the layers with the full adjustment and control of the whole process are dense and almost pore-free. No porosity and tightness of subsurface iron nitrides layers allows to achieve good corrosion resistance in comparison with porous layers. In order to identify the microstructure and corrosion resistance of nitrided layers the metallographic studies (light and electron microscopy), X-ray diffraction analyses and corrosion resistance tests by electrochemical and salt spray methods were carried out.

Słowa kluczowe

PL

warstwy azotowane; warstwy azotków; stale węglowe; odporność korozyjna

EN

nitrided layers; nitride layers; carbon steels; corrosion resistance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 5
• Strony: 291--295
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wach P.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Derewnicka D.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Spies H. J., Böhmer S.: Beitrag zum kontrollieren Gasnitrieren. HTM 39 (1983) 1÷7.
• [2] Michalski J., Tacikowski J., Sułokwski I.: Regulowane azotowanie gazowe pod kątem zastosowania do wysokoobciążonych części lotniczych. Inżynieria Materiałowa 5 (2002) 223÷226.
• [3] Zyśk J.: Morfologia i własności warstw azotowanych na stopach żelaza z węglem. MOC 4 (1973) 2÷9.
• [4] Flis J., Flis-Kabulska I., Zakroczymski T.: Corrosion and passivation of iron and its nitrided layer in borate buffer. Electrochimica Acta 54 (2009) 1810÷1819.
• [5] Huang W. H., Chen K. C. He J. L.: A study on the cavitation resistance of ion-nitrided steel. Wear 252 (2002) 459÷466.
• [6] Iwanow J., Senatorski J., Tacikowski J.: Comparison investigations of wear and corrosion resistance of impregnated nitride layers on carbon and alloyed steels. Mechanika 5 (61) (2006) 62÷65.
• [7] Doche M. L., Meynie V., Mazille H., Deramaix C., Jacquot P.: Improvement of the corrosion resistance of low-pressure nitrided and post-oxidized steels by a polymer impregnation final treatment. Surface and Coatings Technology 154 (2002) 113÷123.
• [8] Wach P., Michalski J., Tacikowski J., Suwalski P.: Azotowanie antykorozyjne — przemysłowe zastosowanie. Ochrona przed Korozją 11 (2009) 561÷563.
• [9] Michalski J., Wach P., Tacikowski J., Betiuk M., Burdyński K., Kowalski S., Nakomieczny A.: Contemporary industrial application of nitriding and its modifications. Materials and Manufacturing Processes 24 (2009) 855÷858.
• [10] Wach P., Michalski J., Tacikowski J.: Antykorozyjne azotowanie gazowe w praktycznych zastosowaniach przemysłowych. Inżynieria Powierzchni 2 (2008) 19÷25.
• [11] Michalski J., Iwanow J., Tacikowski J., Sułkowski I., Wach P. Tarfa N., Tymowski J.: Anticorrosion nitriding with post-oxidation and inhibitor impregnation, and its industrial applications. Heat Treatment of Metals 31 (2004) 31÷35.
• [12] Lehrer E.: Über das Eisen —Wasserstoff-Ammoniak Gleichgewicht. Zeitschrift für Elektrochemie 36 (1930) 383÷392.