Utwardzanie wydzieleniowe za pomocą obróbki cieplnej azotowanej stali węglowej

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

Warianty tytułu

EN

Precipitation hardening of nitrided carbon steel by heat treatment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono możliwości utwardzenia wydzieleniowego warstwy azotowanej na stali węglowej (C45) obróbki cieplnej polegającej na wysokotemperaturowym wygrzewaniu (austentyzacja) i niskotemperaturowym starzeniu. Tak pomyślany proces prowadzi, w wyniku zachodzących podczas wysokotemperaturowego wygrzewania (740°C) migracji azotu, do utworzenia się w strefie przypowierzchniowej azotowanej stopu (Fe, M)-C-N o innych cechach strukturalnych w porównaniu z pierwotną warstwa azotowaną. Warstwa przypowierzchniowa jest zbudowana z martenzytu azotowego, bainitu oraz wydzieleń weglikoazotków i fazy α". W wyniku utwardzenia uzyskuje się umocnienie przypowierzchniowe strefy do głębokości ok. 1 mm. Utwardzona wydzieleniowo stal odznacza się bardzo dobrą odpornością na zużycie przez tarcie (tab. 3). Opracowany proces utwardzania wydzieleniowego może stanowić alternatywę dla hartowania indukcyjnego. W artykule przedstawiono wyniki badań metalograficznych, twardości oraz odporności na zużycie przez tarcie.

EN

The paper presents the possibility of precipitation hardening of the nitrided layer on carbon steel (C45) by heat treatment: high-temperature annealing (austentizing) and low temperature aging. Thus conceived process leads, as a result of the high temperature occurring during austenitizing (740°C) the migration of nitrogen, to form a nitrided surface zone in an alloy (Fe, M)-C-N with other structural features in comparison with the original nitride layer. Surface layer is composed of martensite, bainite, ferrite and carbonitrides precipitates and phase α" As a result of the strengthening obtained subsurface hardened zone to a depth of approximately 1 mm. Precipitation hardened steel has very good resistance to wear by friction (Tab. 3). Developed hardening process can be an alternative induction hardening. The article presents the results of metallographic, hardness, resistance to wear by friction.

Słowa kluczowe

PL

regulowane azotowanie gazowe; azotowanie ferrytyczne; azotowanie austenityczne; obróbka cieplna; mikrostruktura; naprężenia własne; odporność na zużycie przez tarcie; stal węglowa

EN

controlled gas nitriding; ferritic nitriding; austenitic nitriding; heat treatment; microstructure; residual stresses; wear resistance; carbon steel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 6
• Strony: 552--555
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tacikowski J.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie

autor

Wach P.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie

autor

Michalski J.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie

autor

Burdyński K.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie, Katedra Organizacji i Inżynierii Produkcji Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Bibliografia

• [1] Krzymiński H.: Einfluss der Aushärtung durch Stickstoff in der Diffusionszone nitrierter unlagierter Stähle auf Festigeit, plastiche Verformbarkeit und das Verhalten beim umlaufender Biegung. Durferrit Hausmitteilungen, Deguss – Durferrit (1990).
• [2] Lachtin Ju. M., Kogan Ja. D.: Azotirovanie stali. Wyd. Masinostrojenie, Moskva (1976).
• [3] Lachtin Ju. M., Kogan Ja. D., Spies H. J., Böhmer S.: Teoria i technologia azotirovania. Wyd. Metallurgia, Moskva (1991).
• [4] Fattah M.: Comparison of ferritic and austenitic plasma nitriding and nitrocarburizing behaviour of AISI 4140 low alloy steel. Materials & Design 31 (8) (2010) 3915÷3921.
• [5] Lachtin Ju. M.: Vysokotemperaturnoje azotirovanie. Metaloviedienie i Termicieska Obrabotka 2 (1991) 25÷29.
• [6] Lachtin Ju. M., Neustroev G. N., Sologubova N. I., Frolova L. P.: Nitricementacija pri 700°C s posledujuscej zakalkoj poverchnostnovo sloja. Metaloviedienie i Termicieska Obrabotka 5 (1987) 32÷36.
• [7] Pakrasi S., Jürgens H., Betzold J.: Nitrocarburieren zwischen den eutoktoiden Temperaturen des Fe-N und Fe-C-Sytems. HTM 5 (1993) 215÷219.
• [8] Gavrilova A. V., Babenko P. P., Dudarev V. V.: Strukturnyje prevvrascenia pri starenii azotistvo martensita splavov zezleza, legirovannych azotom I initridoobrazujuscimi elementami. Fiz. Met. I Metallov. 68 (1989) 89÷94.
• [9] Mittemeijer E. J., Wierszyłowski A.: The isothermal and nonisothermal kinetics of tempering iron-carbon and nitrogen martensitesa and austenites. Zitung für Metalkunde 6 (1991) 419÷429.
• [10] Cheng L., Böttger A., Mittemeijer E. J.: Tempering of iron-carbon-nitrogen martensites. Metallurgical Transactions. A, Physical Metallurgy and Materials Science 23 (4) (1992) 1129÷1145.
• [11] Beaven P. A., Butler E. P.: Precipitation nucleation on disclocation in Fe-N. Acta Met. 1 (1980) 1348÷1359.
• [12] Kardonina N. I., Yurovskikh A. S., Kolpakov A. S.: Transformations in the Fe-N System. Metal Science and Heat Treatment 52 (9) (2011) 457÷467.
• [13] Gavriljuk V. G.: Austenite and martensite in nitrogen-, carbon- and hydrogen-containing iron alloys: similarities and differences. Materials Science & Engineering A, Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 438-440 (2006) 75÷79.
• [14] Wei Y., Żurecki Z., Sisson Jr. R. D.: Termodynamiczny model przemian fazowych podczas międzykrytycznego azotowania austenitycznego. Inżynieria Powierzchni 2 (2013) 56÷62.
• [15] Gawroński Zb.: Wpływ stanu naprężeń własnych w warstwach azotowanych na zużycie o charakterze zmęczenia stykowego. Monografia, Politechnika Łódzka (1999).