Influence of short-term fluidised bed nitriding upon mechanical proprieties and pitting corrosion resistance of 41CrAlMo structural steel

• Autorzy: Żółciak Tadeusz , Łataś Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.3601

Warianty tytułu

PL

Wpływ krótkookresowego azotowania fluidalnego na właściwości mechaniczne i odporność na korozję wżerową stali konstrukcyjnej 41CrAlMo

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study investigated the influence of short-term nitriding conditions upon the strength properties and pitting corrosion resistance of 41CrAlMo structural steel. The steel was fluidised bed nitrided in ammonia at temperatures of 480 and 570oC. The increase in layer thickness and/or nitrogen concentration was accompanied by the increase in compressive rest stresses up to a maximum of approx. -660MPa. The decrease of tensile strength Rm and the offset yield point R0,2 in all nitriding variants did not exceed10% in relation to the quenched and tempered sample. The decrease of the relative elongation A10 reached a maximum of 37%. In the bend test, with the increase of layer thickness and nitrogen concentration the offset yield point R0,2 increased by a maximum of approx 12%. Impact strength decreased with increasing layer thickness and nitrogen concentration up to 14%. After optimum nitriding, pitting corrosion resistance Rp9 = 500 h was achieved.

PL

W pracy badano wpływ warunków azotowania krótkookresowego na właściwości wytrzymałościowe i odporność na korozję wżerową stali konstrukcyjnej 41CrAlMo. Stal azotowano fluidalnie w amoniaku w temperaturach 480 i 570oC. Wzrostowi grubości warstwy i/lub stężenia azotu towarzyszył wzrost ściskających naprężeń własnych maksymalnie do ok. – 660 MPa. Spadek wytrzymałości na rozciąganie Rm i umownej granicy plastyczności R0,2 we wszystkich wariantach azotowania nie przekraczał 10% w stosunku do próbki ulepszanej cieplnie. Spadek wydłużenia względnego A10 osiągnął maksymalnie 37%. W próbie zginania wraz ze wzrostem grubości warstwy i stężenia azotu wzrastała umowna granica plastyczności R0,2, maksymalnie o ok. 12%. Udarność stali malała wraz ze wzrostem grubości warstwy i stężenia azotu maksymalnie do 14%. Po optymalnym azotowaniu uzyskano odporność na korozję wżerową Rp9 = 500 h.

Słowa kluczowe

EN

nitriding; tensile and bending strength; impact strength; rest stresses; pitting corrosion

PL

azotowanie; wytrzymałość na rozrywanie; udarność; naprężenia własne; korozja wżerowa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 2
• Strony: 48--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Żółciak Tadeusz

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Łataś Zbigniew

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• 1. Rogalski Z.: Obróbka cieplna fluidalna – stan techniki. Część I. Określenia, pochodzenie, urządzenia, procesy. „Inżynieria Powierzchni” 2000, nr 2, s. 3–20.
• 2. Dobrzański L.A., Dobrzańska-Danikiewicz A.D.: Inżynieria powierzchni materiałów; Kompendium wiedzy i podręcznik akademicki. Open Access Library, Annal VIII (1) 2018.
• 3. Jasiński J.: Fluidalno-atmosferowa obróbka dyfuzyjna stopów żelaza – teoria i praktyka, Seria Monografii nr 7, Politechnika Częstochowska 2012 r.
• 4. 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.
• 5. Żółciak T.: Sposób gazowego azotowania lub węgloazotowania ferrytycznego stali stopowych w piecach fluidalnych Pat. PL. 401336.
• 6. Michalski J., Wach P., Tacikowski J., Łataś Z., Betiuk M.: Odporność na korozję atmosferyczną azotowanej stali 41CrAlMo7. „Inżynieria Powierzchni” 2018, vol. 24, nr 3, s. 44–49.
• 7. Hoffmann R., Edenhofer B., Hoffmann F., Mallener H., Pakrasi S., Schröter., Wahl G.: Nitrieren und Nitrocarburieren unterhalb 700oC. Teil 1. „HTM“ 1994, vol. 49, issue 5, s. 319–326.
• 8. Hoffmann R., Edenhofer B., Hoffmann F., Mallener H., Pakrasi S., Schröter., Wahl G.: Nitrieren und Nitrocarburieren unterhalb 700oC. Teil 2. „HTM” 1994, vol. 49, issue 6 s. 384–392.
• 9. Szawłowski J., Kamiński L., Skoczylas A.: Warstwy azotowane w stalach WLV i WCLV – stabilność mikrostruktury i właściwości. „Inżynieria Materiałowa” 2002, nr 5, s. 305–310.
• 10. Srinivasan P., Muthupandi V., Balaji S., Vasudevan S., Krishnaraj N.: Microstructure and Mechanical Properties of Salt Bath Nitrocarburised Thin Section Steels. „Surface Engineering” 2003 vol. 19, No 2 p. 91–96.
• 11. Stratton P.F., Segerberg S.: A comparative Study of Dry and Lubricated Adhesive Wear after Thermochemical Surface Treatments. „Heat Treatment of Metals” 2004, vol. 2, p. 37–41.
• 12. Małdziński L., Rybak Z., Tacikowski J.: Badania kinetyki wzrostu warstwy azotowanej na stali konstrukcyjnej 38HMJ. Cz.1. „Inżynieria Materiałowa” 2002, nr 5, s. 311–315.
• 13. Małdziński L., Rybak Z., Tacikowski J.: Symulacje kinetyki wzrostu i redukcji stref na stali 38HMJ i żelazie. Cz. 2. „Inżynieria Materiałowa” 2002, nr 5, s. 316–317.
• 14. Żółciak T., Jastrzębski J., Obuchowicz Z.: Azotowanie i węgloazotowanie narzędziowej stali X37CrMoV5-1 w złożu fluidalnym. „Inżynieria Materiałowa” 2018, vol. 4 s. 55–65.
• 15. Ebersbach U., Vogt F., Naumann J., Zimdars H. Einfluß der Wasserdampfbehandlung auf das Korrosionsverhalten von nitrirtem und nitrocarburirtem. Stahl 20MnCr5. „HTM” 1998, vol. 53, issue 1 s. 56–62.

Uwagi

PL

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