Properties of carbide layers produced by means of the powder method at low pressure

Bogdański, B.; Kasprzycka, E.; Kacprzyńska-Gołacka, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Properties of carbide layers produced by means of the powder method at low pressure

Autorzy

Bogdański B. , Kasprzycka E. , Kacprzyńska-Gołacka J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Właściwości węglikowych warstw chromowanych wytwarzanych metodą proszkową przy obniżonym ciśnieniu

Języki publikacji

Abstrakty

The paper presents the results of examinations of materials and tribological properties of chromized carbide layers produced on tool steel by means the powder method, modified by the use of low pressure during the process, for the avoidance of the oxidation of the batch. Investigations of the structure of the layers, the topography of the surface of chromized steel samples, their hardness, Young′s modulus, layers adhesion to steel core and tribological properties were conducted. It was proved that the structure and proprieties of chromized carbide layers produced by means of both methods are similar. However, layers produced with the novel vacuum method have greater thicknesses than layers received with the powder method, at the same process parameters (the time and the temperature). This means that, with the novel vacuum method, one could produce layers at lower temperatures than is possible by means of the traditional pack powder method, chich has an essential meaning from the point of view of mechanical proprieties of the steel core.

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości materiałowych i tribologicznych węglikowych warstw chromowanych, wytwarzanych na stali narzędziowej metodą proszkową, zmodyfikowaną przez zastosowanie obniżonego ciśnienia podczas procesu, dla uniknięcia utleniania wsadu. Przeprowadzono badania budowy warstw, topografii powierzchni chromowanych próbek, ich twardości, modułu Younga, adhezji warstw chromowanych do podłoża stali oraz właściwości tribologicznych. Wykazano, że budowa oraz właściwości węglikowych warstw chromowanych wytwarzanych za pomocą obu metod są podobne. Jednak warstwy wytwarzane metodą próżniową mają większe grubości niż warstwy otrzymywane metodą proszkową przy tych samych parametrach procesu (czas, temperatura). To oznacza, że zmodyfikowaną metodą próżniową można wytwarzać warstwy przy znacznie niższych temperaturach, niż jest to możliwe za pomocą tradycyjnej metody proszkowej, co ma istotne znaczenie z punktu widzenia właściwości mechanicznych podłoża stali. wytwarzać warstwy przy znacznie niższych temperaturach, niż jest to możliwe za pomocą tradycyjnej metody proszkowej, co ma istotne znaczenie z punktu widzenia właściwości mechanicznych podłoża stali.

Słowa kluczowe

diffusion chromizing adhesion mechanical properties tribological properties

chromowanie dyfuzyjne adhezja właściwości mechaniczne właściwości tribologiczne

Wydawca

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich

Czasopismo

Tribologia

Rocznik

2017

Tom

nr 2

Strony

17--24

Opis fizyczny

Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bogdański B.

Institute of Precision Mechanics, ul. Duchnicka 3, 01-796 Warsaw, Poland

autor

Kasprzycka E.

Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry, ul. Łukasiewicza 17, 09 400 Plock, Poland

autor

Kacprzyńska-Gołacka J.

Institute for Sustainable Technologies – NRI, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Poland

Bibliografia

1. Dubinin G.N.: Diffusion Chromizing of Alloys, American Publishing Co., New Delhi, 1987.
2. Kasprzycka E.: Corrosion resistant layers produced from metals vapour (Cr, Ti) under low pressure. Edit. by IMP Warsaw 2002.
3. Lee J.W., Duh J.G.: Evaluation of microstructures and mechanical properties of chromized steels with different carbon contents. Surface and Coatings Technology. Vol. 177–178, 2004, 525–531.
4. Mlynarczak A.: Modification of structure and properties of single and multiphase diffusion chromium, vanadium, titanium carbide coatings formed on steel by pack cementation, Poznan University of Technology, Poznan 2005.
5. Wang Z.B., Lu J., Lu K.: Chromizing behaviors of a low carbon steel processed by means of surface mechanical attrition treatment. Acta Materialia. Vol. 53, no. 7, 2005, 2081–2089.
6. Kasprzycka E.: “Chromizing” in Encyclopedia of Tribology. Wang, Q. Jane and Chung, Yip-Wah (Eds.), Springer-Verlag New York Inc, ISBN 978-0-387-92896-8. Vol. 1 (2013) 382–387.
7. Bai C-Y., Luo Y-J., Koo C-H.: Improvement of high temperature oxidation and corrosion resistance of superalloy IN-738LC by pack cementation. Surface and Coatings Technology. Vol. 183, no. 1, 2004, 74–88.
8. Huiling C., Luo C.P. Jangwen L., Ganfeng Z.: Phase transformations in low-temperature chromized 0,45 wt%C plain carbon steel. Surface and Coatings Technology. Vol. 201, 2007, 7970–7977.
9. Zhou Y.B. et al: Preparation and oxidation of an Y2O3-dispersed chromizing coating by pack cementation at 800 °C. Vacuum Vol. 82 (8) 2008, 748–753.
10. Lin, Naiming; Xie, Faqin; Zhong, Tao; Wu, Xiangqing; Tian, Wei: Influence of adding various rare earths on microstructures and corrosion resistance of chromizing coatings prepared via pack cementation on P110 steel. Journal of Rare Earths (English Edition). Vol. 28, no. 2, 2010, 301–304.
11. Kasprzycka E.: Parameters of vacuum process as the factors changing the growth kinetics of chromized layers produced on low-carbon iron alloys by means of CVD. Journal de Physique IV, Colloque C5, suppl. au Journal de Physique II, Vol. 5, 1995, 175–181.
12. Kasprzycka E.: Diffusion carbide layers produced on tool steel surface in vacuum chromizing process. Problemy Mashinostroenija i Avtomatizacji, nr 1, vol. 5, 2006, 159–161.
13. Bogdański B., Kasprzycka E., Tacikowski J., Senatorski J., Koprowski M.: Warstwy węglikowe wytwarzane w procesie chromowania próżniowego na powierzchni stali pokrytej stopami niklu z pierwiastkami węglikotwórczymi. Tribologia 4-2010, 23–31.
14. Bogdański B.: „Wpływ obniżonego ciśnienia na kinetykę wzrostu warstw dyfuzyjnych w atmosferze chlorków chromu”. Inżynieria Materiałowa 2014, nr 5, s. 358–360.
15. Bogdański B., Kasprzycka E.: „Charakterystyki tribologiczne węglikowych warstw chromowanych wytwarzanych metodą proszkową przy obniżonym ciśnieniu”. Tribologia 3-2015, 9–19.
16. Ponomarenko E.P. (red): Metallizacja stalej i splavov v vakuume. Technika, Kiev 1974.
17. Kasprzycka E., Tacikowski J., Pietrzak K.: Factors determining growth of diffusion layers on low-carbon steel and iron during vacuum chromising. Surface Engineering, vol. 12, nr 3, 1996, 229–234.
18. Schwarz S., Musayev Y., Rosiwal S.M.: Diffusionchromierung im Vakuum für die CVD-Diamantbeschichtung.Metalloberfläche, t. 9, 2001, 59–62.
19. Schwarz S., Rosiwal S. M., Musayev Y., Singer R.F. Meerkamm H.: High temperature diffusion chromizing as a successful method for CVD-diamond coating of steel. Part II. Diamond and Related Materials (Switzerland). Vol. 12, no. 3–7, 2002, s. 7010–706.
20. Kasprzycka E., Tacikowski J. i inni. Sposób wytwarzania dyfuzyjnych warstw powierzchniowych na stalach. Patent RP nr 159 325, Warszawa 1993.
21. PN-EN ISO 4287:1998/A1:2009 Specyfikacje geometrii wyrobów – Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa – Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni.
22. PN-EN ISO 25178-6601:2010 Specyfikacje geometrii wyrobów – Struktura geometryczna powierzchni: Przestrzenna – Część 601: Charakterystyki nominalne przyrządów stykowych (z ostrzem odwzorowującym).
23. PN-EN ISO 4288:2011 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS) – Struktura geometryczna powierzchni: Metoda profilowa – Zasady i procedury oceny struktury geometrycznej powierzchni.
24. PN-83/H-04302 Próba tarcia w układzie: 3 wałeczki-stożek, Warszawa (1983).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-247bf4eb-3cf6-43e6-9de4-c28a5d9b6833