Nitrogen Availability Of Nitriding Atmosphere In Controlled Gas Nitriding Processes

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

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0201

Warianty tytułu

PL

Rozporządzalności azotu atmosfery azotującej w procesach regulowanego azotowania gazowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Parameters which characterize the nitriding atmosphere in the gas nitriding process of steel are: the nitriding potential K_N, ammonia dissociation rate α and nitrogen availability m_N2. The article discusses the possibilities of utilization of the nitriding atmosphere’s nitrogen availability in the design of gas nitriding processes of alloyed steels in atmospheres derived from raw ammonia, raw ammonia diluted with pre-dissociated ammonia, with nitrogen, as well as with both nitrogen and pre-dissociated ammonia. The nitriding processes were accomplished in four series. The parameters selected in the particular processes were: process temperature (T), time (t), value of nitriding potential (K_N), corresponding to known dissociation rate of the ammonia which dissociates during the nitriding process (α). Variable parameters were: nitrogen availability (m_N2), composition of the ingoing atmosphere and flow rate of the ingoing atmosphere (F_In).

PL

Parametrami charakteryzującymi atmosferę azotującą w procesie azotowania gazowego stali są: potencjał azotowy K_N, stopień dysocjacji amoniaku α oraz rozporządzalność azotu m_N2. W artykule omówiono możliwości wykorzystania rozporządzalności azotu atmosfery azotującej w projektowaniu procesów azotowania gazowego stali stopowych w atmosferach azotujących uzyskanych z amoniaku, z amoniaku rozcieńczonego zdysocjowanym amoniakiem, azotem oraz azotem i zdysocjowanym amoniakiem. Procesy azotowania wykonano w czterech seriach. Parametrami ustalonymi w poszczególnych seriach była temperatura procesu (T), czas (t), wartość potencjału azotowego (K_N), któremu odpowiada określona wartość stopnia dysocjacji amoniaku zdysocjowanego podczas procesu azotowania (α). Parametrami zmiennymi była rozporządzalność azotu (m_N2), skład atmosfery wlotowej i natężenie przepływu atmosfery azotującej wlotowej (F_w).

Słowa kluczowe

EN

controlled gas nitriding; nitrogen availability; nitriding potential; ammonia dissociation rate; alloyed steels

PL

kontrolowane azotowanie gazowe; rozporządzalność azotu; potencjał azotowy; stopień dysocjacji amoniaku; stale stopowe

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 2A
• Strony: 747--754
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Michalski J.

• Institute of Precision Mechanics, 3 Duchnicka Str., 01-796 Warszawa, Poland

autor

Burdyński K.

• Institute of Precision Mechanics, 3 Duchnicka Str., 01-796 Warszawa, Poland

autor

Wach P.

• Institute of Precision Mechanics, 3 Duchnicka Str., 01-796 Warszawa, Poland

autor

Łataś Z.

• Institute of Precision Mechanics, 3 Duchnicka Str., 01-796 Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1] J. Ratajski, R. Olik, T. Suszko, J. Dobrodziej, J. Michalski, Design, Control and in Situ Visualization of Gas Nitriding Processes, Sensors 10, 1, 218-240 (2010).
• [2] J. Ratajski, Relation between phase composition of compound zone and growth kinetics of diffusion zone during nitriding steel, Surface & Coatings Technology 203, 16, 2300 (2009).
• [3] P. Kochmanski, J. Baranowska, Kinetics of Low Temperature Nitriding of Precipitation Hardened Stainless Steel, Defect and Diffusion Forum 312-315, 530-535 (2011).
• [4] J. Michalski, P. Wach, J. Tacikowski, M. Betiuk, K. Burdyński, S. Kowalski, A. Nakonieczny, Contemporary Industrial Application of Nitriding and Its Modifications, vol. 24, Materials and Manufacturing Processes 24, 7-9, 855-858 (2009).
• [5] J. Michalski, J. Tacikowski, P. Wach, T. Babul, N. Tarfa, Attaining the steady state of the nitriding potential after a change of NH3 atmosphere flow rate during the gas nitriding process, Proceedings of 14th Congress of the International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering, 360-363 (2004).
• [6] M. Keddam, B. Bouarour, R. Kouba, R. Chegroune, Growth kinetics of the compound layers: Effect of the nitriding potential, Physic Procedia 2, 3, 1399-1403 (2009).
• [7] E.J. Mittemeijer, J.T. Slycke, Chemical potentials and activities of nitrogen and carbon imposed by gaseous nitriding and carburising atmospheres, Surface Engineering 12, 2, 152-162 (1996).
• [8] J. Ratajski, J. Tacikowski, M.A.J. Somers, Development of compound layer of iron (carbo)nitrides during nitriding of steel, Surface Engineering 19, 4, 285-291 (2003).
• [9] J. Michalski, J. Tacikowski, P. Wach, Comparison and common characteristic of nitriding atmosphere in modern gas nitriding process, Material Engineering 5 (147), 459-462 (2005) (in polish).
• [10] D. Jordan, H. Antes, V. Osterman, T. Jones, Low Tor-Range Vacuum Nitriding of 4140 Steel, Heat Treating Progress 8, 33-38 (2008).
• [11] J. Michalski, Charakterystyki i obliczenia atmosfer do regulowanego azotowania gazowego stali, Institute of Precision Mechanics, Warszawa, 2011 (in polish) (Characteristics and calculations of atmospheres for controlled gas nitriding of steel).

Uwagi

PL

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