Wpływ regulowanego azotowania gazowego na właściwości wytrzymałościowe materiałów spiekanych

• Autorzy: Wendland J. , Małdziński L. , Borowski J. , Andrzejewski D.

Warianty tytułu

EN

The influence of regulated gas nitriding on strength properties of sintered materials

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Rynek odbiorców materiałów spiekanych na bazie żelaza ciągle się rozszerza. Zazwyczaj części spiekane z powodzeniem zastępują elementy produkowane dotychczas metodą odlewania, kucia lub obróbki ubytkowej. Głównym odbiorcą części spiekanych z proszków żelaza jest przemysł motoryzacyjny, a konsekwencją rosnącego zainteresowania materiałami proszkowymi jest ciągły wzrost wymagań jakie stawiają im odbiorcy. Z jednej strony dąży się do zwiększania gęstości spieków i rozwoju ich składu chemicznego, a z drugiej – do rozwoju procesów i zastosowania obróbki cieplnej i cieplno- -chemicznej. Autorzy artykułu chcieli zweryfikować, w jaki sposób obróbka cieplno- -chemiczna, poprzez azotowanie gazowe, wpłynie na właściwości wytrzymałościowe materiałów spiekanych na bazie żelaza. Badania wykonano na spiekach Fe-Mo-C o trzech gęstościach: 6400, 7100 i 7500 kg/m3 . Spieki te poddano regulowanemu azotowaniu gazowemu metodą ZeroFlow® . Metoda ZeroFlow® to metoda zapewniająca precyzyjną regulację składu atmosfery azotującej i kontrolę budowy warstwy azotowanej. Właś- ciwości wytrzymałościowe, materiałów spiekanych oraz spiekanych i azotowanych, wyznaczono w statycznej próbie rozciągania oraz statycznej próbie ściskania. Wykazano, że poprzez dobór odpowiedniej kombinacji gęstości materiału spiekanego i parametrów procesu azotowania można kształtować jego wytrzymałość. Azotowanie spowodowało wzrost właściwości wytrzymałościowych spieków o gęstości ≥ 7,1 g/cm3. w statycznej próbie ściskania, przy równoczesnym obniżeniu ich właściwości plastycznych. Statyczna próba rozciągania jest bardziej wrażliwa na występujące w strukturze spieków pory niż statyczna próba ściskania. W tym przypadku wzrost właściwości wytrzymałościowych zanotowano tylko dla spieków o gęstości zbliżonej do gęstości materiału litego (7,5 g/cm3).

EN

The market for iron-based sintered materials is constantly expanding. In general, sintered parts successfully replace parts thus far produced through the methods of molding, stamping, or machining. The main consumer of parts sintered from iron powders is the automobile industry, and a consequence of increasing interest in powder materials is a constant increase in the demands placed upon them by consumes. On the one hand, increased density of sinters and development of their chemical compositions is sought; on the other, development of the been performed at the temperature of 500oC, 600oC and 650oC on samples subjected to a thousand and 5 thousand heating cycles. In the tests, Charpy pendulum machine with processes and use of thermal and thermochemical treatment. The article's authors wanted to verify in what way thermochemical treatment, through gas nitriding, would influence the strength properties of iron-based sintered materials. The study was performed on Fe-Mo-C sinters of three densities, 6400, 7100, and 7500 kg/m3 . These sinters were subjected to regulated gas nitriding with the ZeroFlow® method. The ZeroFlow® method is a method ensuring precise regulation of the nitriding atmosphere and control of the structure of the nitrided layer. The strength properties of sintered materials and sintered and nitrided materials were established through a static tension test and a static compression test. It was demonstrated that, through selection of the appropriate combination of the density of sintered material and the parameters of the nitriding process, the material's strength can be shaped. Nitriding caused an increase in the sinters' strength properties for a density ≥ 7.1g/cm3 in the static compression test along with a simultaneously decrease in their plasticity properties. The static tension test is more sensitive than the static compression test to pores extant in the sinters’ structure. In this case, the increase in strength properties was noted only for sinters with a density close to the density of solid material (7.5 g/cm3).

Słowa kluczowe

PL

metalurgia proszków; regulowane azotowanie gazowe; właściwości wytrzymałościowe

EN

powder metallurgy; regulated gas nitriding; strength properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 26, nr 1
• Strony: 93--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wendland J.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Małdziński L.

• Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland

autor

Borowski J.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Andrzejewski D.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Wendland J., Małdziński L., Borowski J.: Wpływ procesu azotowania gazowego na strukturę i twardość metalowych materiałów spiekanych na bazie Fe. Obróbka Plastyczna Metali t. 22 nr 2 (2011), s. 75–82.
• [2] Stagno E., Pinasco M.R., Palombarini G., Ienco M.G., Bocchini G.F.: Beahaviour of sintered 410 low carbon steels towards ion nitriding. Journal of Alloy and Compounds nr 247 (1997), s. 172–179.
• [3] Mansoorzadeh S., Ashrafizadeh F.: The effect of thermochemical treatments on case properties and impact behaviour of Astaloy CrM. Surface & Coatings Technology nr 192 (2005), s. 231–238.
• [4] De Souza S.D., Olzon-Dionysio M., Miola E.J., PaivaSantos C.O.: Plasma nitriding of sintered AISI 316L at several temperatures. Surface & Coatings Technology nr 184 (2004), s. 176–181.
• [5] Kazior J., Janczur C., Pieczonka T., Ploszczak J.: Thermochemical treatment of Fe-Cr-Mo alloys. Surface & Coatings Technology nr 151–152 (2002), s. 333–337.
• [6] Pinasco M.R., Palombarini G., Ienco M.G., Bocchini G.F.: Composition and morphology of Fe-N off-equilibrium phase in a nitrided Fe-1,5wt.%Mo sintered alloy. Journal of Alloys and Compounds nr 220 (1995), s. 217–224.
• [7] Salak A., Rudnayova E., Selcka M.: Efect of porosity on some properties of gas nitrided sintered iron. Pokroky Praskove Metal. t. 35 nr 3 (1997), s. 42–52.
• [8] Missol W.: Spiekane części maszyn – wytwarzanie – własności – dobór materiałów. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1978.
• [9] Jabłoński J.: Technologie „zero emisji”. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2011.
• [10] Małdziński L., Tacikowski J.: Concept of an economical and ecological process of gas nitriding of steel. Harterei-Technische-Mitteilungen nr 61 (2006), s. 295–302.
• [11] Wendland J.: Kształtowanie właściwości użytkowych spiekanych materiałów metalowych poprzez regulowane azotowanie gazowe. Rozprawa doktorska, Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Poznań 2014.