Wykorzystanie koncepcji potencjału maksymalnego w projektowaniu procesów regulowanego azotowania gazowego

• Autorzy: Michalski J. , Wach P. , Burdyński K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.5.13

Warianty tytułu

EN

Use of the concept of the maximum nitriding potential in the designing of controled gas nitriding processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Projektowanie procesów azotowania gazowego polega na wyznaczeniu składu atmosfery wlotowej amoniaku (NH3) i zdysocjowanego amoniaku (NH3zd) w funkcji czasu dla założonej zmiany temperatury i potencjału azotowego (Np), który definiuje się jako iloraz ciśnienia cząstkowego amoniaku do ciśnienia cząstkowego wodoru (Np = pNH3/(pH2)1,5. W atmosferze azotującej uzyskanej z jednoskładnikowej atmosfery amoniaku potencjał azotowy będzie miał wartość skończoną tylko w przypadku pH2 > 0, tj. stopień dysocjacji atmosfery azotującej musi być większy od zera (α > 0). Atmosfera azotująca uzyskana z dwuskładnikowej atmosfery wlotowej NH3/NH3zd, w odróżnieniu od jednoskładnikowej atmosfery wlotowej, będzie miała skończoną wartość potencjału azotowego również w przypadku, gdy stopień dysocjacji amoniaku będzie równy zero (α = 0). Wodór w atmosferze wylotowej w tym przypadku pochodzi ze zdysocjowanego amoniaku wprowadzonego do retorty w atmosferze wlotowej. W tym przypadku potencjał azotowy zależy wyłącznie od zawartości zdysocjowanego (c) amoniaku w atmosferze wlotowej i jest to potencjał maksymalny dla danego składu atmosfery wlotowej NH3/NH3zd [Np α = 0 = (1 – c)/(0,75c)1,5]. W artykule omówiono przykłady projektowania procesów azotowania gazowego z wykorzystaniem dwuskładnikowej atmosfery wlotowej NH3/NH3zd przy założeniu, że stopień dysocjacji amoniaku równy jest zero (α = 0). Wykazano, że przy ciągłej zmianie potencjału azotowego od wysokich wartości do niskich wartości można uzyskać warstwy azotowane w procesach jednostopniowych o dobrych właściwościach.

EN

Design of gas nitriding processes is the designation of the inlet composition of the atmosphere of ammonia (NH3) and dissociated ammonia (NH3zd) in function for a predetermined temperature change and the nitriding potential (Np), which is defined as the ratio of the partial pressure of ammonia to the partial pressure of hydrogen (Np = pNH3/(pH2)1,5). In the nitriding atmosphere obtained from atmosphere of ammonia, nitriding potential will have a finite value only in the case of pH2 > 0, i.e. the degree of dissociation of the nitriding atmosphere must be greater than zero (α > 0). Nitriding atmosphere obtained from the NH3/NH3zd, in contrast to the atmosphere of ammonia will have a finite value of the nitriding potential also in the case where the degree of dissociation of ammonia is zero (α = 0). The hydrogen in the atmosphere outlet, in this case comes from a dissociated ammonia introduced into the retort in the ingoing atmosphere. In this case the nitrogen potential depends only on the contents of a dissociated (c) ammonia in the atmosphere inlet, and it is the maximum capacity for a given composition of the ingoing atmosphere NH3/NH3zd [Np α = 0 = (1 – c)/(0.75c)1.5]. The article discusses the design examples nitriding gas atmosphere using a two-component inlet NH3/NH3zd assuming that the degree of dissociation of ammonia is equal to zero (α = 0). It has been shown that with a continuous change of the nitriding potential from high values to low values can be obtained nitrided layer in the single-stage process with good mechanical properties.

Słowa kluczowe

PL

potencjał azotowy; atmosfera wlotowa; atmosfera wylotowa; stopień dysocjacji amoniaku

EN

nitriding potential; ingoing atmosphere; exhaust atmosphere; dissociation rate of ammonia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 5
• Strony: 263--267
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Michalski J.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie

autor

Wach P.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie

autor

Burdyński K.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie

Bibliografia

• [1] Michalski J., Tacikowski J., Wach P., Kowalski S., Obuchowicz Z.: Współczesne zastosowania azotowania i jego odmian w przemyśle. Inżynieria Powierzchni 3 (2007) 38÷43.
• [2] Michalski J., Tacikowski J., Wach P., Ratajski J.: Controlled gas nitriding of 40HM and 38HMJ steel grades with the formation of nitrided cases with and without the surface compound layer, copsed of iron nitrided. Problemy Eksploatacji 2 (2006) 43÷51.
• [3] Norma AMS 2759/10A Automated gaseous nitriding controlled by nitriding potential.
• [4] Bell T., Korotchenko V., Evans S. P.: Controlled nitriding, Zb. Ref. International Symposium of Heat Treatment of Metals, „Intherm ’73, London (1973).
• [5] Michalski J.:, Perspectives for use of nitrogen availability as a process parameter of nitriding atmosphere. Industrial Heating, Sept. (2012) 63÷68.