Termodynamiczne i kinetyczne aspekty regulowanego azotowania gazowego

• Autorzy: Michalski Jerzy , Tacikowski Jan

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.1487

Warianty tytułu

EN

Thermodynamic and kinetic aspects of regulated gas nitriding

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule porównano dwuskładnikowe atmosfery wlotowe rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem (NH3/NH3zd) oraz azotem (NH3/N2). W atmosferach NH3/NH3zd rozporządzalność azotu regulowano zmieniając stopień rozcieńczenia atmosfery wlotowej zdysocjowanym amoniakiem. W atmosferach wlotowych NH3/N2 rozporządzalność azotu regulowano również zmieniając stopień rozcieńczenia azotem atmosfery wlotowej. W artykule wykazano między innymi, jeżeli w pierwszym stopniu procesu wartość potencjału przyjmuje wartości z obszaru trwałości fazy γ’, towarzyszy temu ograniczenie kinetyki wzrostu warstwy azotowanej. Ograniczenie to występuje również po wzroście potencjału do wartości z obszaru trwałości fazy ε. W odróżnieniu od atmosfery rozcieńczanej zdysocjowanym amoniakiem, nie ma znaczenia, czy w pierwszym stopniu procesu rozporządzalność azotu jest niska a w drugim stopniu wysoka czy też odwrotnie, końcowy efekt procesu pod względem parametrów warstwy azotowanej jak i pod względem kinetyki wzrostu grubości warstwy azotowanej jest taki sam. Świadczy to o uniwersalności atmosfer azotujących uzyskanych z dwuskładnikowej atmosfery wlotowej rozcieńczanej azotem.

EN

The article compares two-component inlet atmospheres diluted with dissociated ammonia (NH3/NH3zd) and nitrogen (NH3/N2). In NH3/NH3zd atmospheres, nitrogen availability was controlled by varying the degree of dilution of the inlet atmosphere by dissociated ammonia. In NH3/N2 inlet atmospheres, the nitrogen availability was also controlled by varying the nitrogen dilution rate of the inlet atmosphere. The article shows, among others, that if in the first stage of the process the value of the potential takes the values from the γ ' phase stability area, it is accompanied by the limitation of the nitrided layer growth kinetics. This limitation also occurs after an increase of the potential to the values from the ε phase stability area. In contrast to the atmosphere diluted with dissociated ammonia, it does not matter whether the nitrogen availability is low in the first stage of the process and high in the second stage, or vice versa, the final process effect in terms of nitriding layer parameters and also in terms of the kinetics of nitrided layer thickness increase is the same. This demonstrates the universality of the nitriding atmospheres obtained from the two-component inlet atmosphere diluted with nitrogen.

Słowa kluczowe

PL

azotowanie gazowe; potencjał azotowy; rozporządzalność azotu; atmosfera dwuskładnikowa z azotem; atmosfera dwuskładnikowa ze zdysocjonowanym azotem

EN

gas nitriding; nitrogen potential; nitrogen availability; two-component atmosphere with nitrogen; two-component atmosphere with dissociated ammonia

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 1
• Strony: 3--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Michalski Jerzy

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

autor

Tacikowski Jan

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

Bibliografia

• 1. Tacikowski J., Zyśk J., Sułkowski I.: Sprawozdanie z pracy nr 106.00.0051: „Opracowanie procesu azotowania stali węglowych i stopowych w atmosferach zmniejszających zużycie deficytowego amoniaku. Etap II, IMP, 1984 Warszawa.
• 2. Michalski J.: Charakterystyki i obliczenia atmosfer do azotowania gazowego. Wydawnictwo IMP, 2011 Warszawa.
• 3. Biedunkiewicz A.: Aspekty wytwarzania nanomateriałów ceramicznych typu TiC/C, TiC, TiC-SiC-C oraz Ti(C,N)-Si(C,N)-Si3N4 metodą zol-żel. Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, 2009 Szczecin.
• 4. Lehrer E.: Über das Eisen – Wasserstoff - Ammoniak Gleichgewicht. „Zeitschrift für Elektrochemie“ 1930, vol. 36, issue 6, p. 383–393
• 5. Mittemeijer E.J., Somers M.A.J.: Thermodynamics, kinetics, and process control of nitriding. „Surface Engineering” 1997, vol. 13, issue 6, p. 483–497.
• 6. Małdziński L.: Termodynamiczne, kinetyczne i technologiczne aspekty wytwarzania warstwy azotowanej na żelazie i stalach w procesach azotowania gazowego. „Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej” 2002 Poznań.
• 7. Dobrodziej J., Mazurkiewicz A., Ratajski J., Suszko T., Michalski J.: The methodology of fuzzy logic application in the modelling of thermodiffusive and PVD processes, Intelligent tools for support of designing in surface treatments, International Federation of Heat Treatment and Surface Engineering (IFHTSE) Congress, Brisbane, 2007 Australia.
• 8. Ratajski J., Suszko T., Dobrodziej J., Mazurkiewicz A.: Intelligent tools for support of designing in surface treatments. International Federation of Heat Treatment and Surface Engineering (IFHTSE) Congress, Brisbane, 2007 Australia.
• 9. Ratajski J.: Model of growth kinetics of nitrided layer in the binary Fe-N system. „Zeitschrift fur Metallkunde” 2004, vol. 95, issue 9, p. 23.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).