Isothermal treatment of nitrided layers formed on steels

• Autorzy: Nawrocki P. , Szawłowski J.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.9800

Warianty tytułu

PL

Obróbka izotermiczna warstw azotowanych wytworzonych na stalach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work was aimed at investigating the formation of nitrided layers during the isothermal transformation (austempering) and at describing the formed nitrided layer properties. The tested steels were characterized by a different content of carbon and alloying elements. In the case ofthe isothermal transformation, 4 variants of heat treatment parameters of nitrided layers were applied. The heat treatment differed in the austenitizing temperature (750°C-860°C) and the isothermal transformation temperature (390°C-420°C). The microstructure and the mechanical properties (hardness) of the nitrided layers formed after the heat treatment processes were determined. After the nitriding process, during 30 hours in the nitriding atmosphere consisting only of ammonia, the high nitrogen saturation in the surface zone of the layers was obtained. The nitrided layers, after the heat treatment processes, were characterized by the diversified thickness, as evidenced by the hardness distributions at their cross-sections.

PL

Niniejsza praca miała na celu zbadanie kształtowania się warstw azotowanych podczas przemiany izotermicznej oraz opis właściwości powstałej warstwy azotowanej. Badane stale charakteryzowały się różną zawartością węgla oraz zawartością pierwiastków stopowych. W przypadku przemiany izotermicznej zastosowano 4 warianty parametrów obróbki cieplnej warstw azotowanych. Obróbka cieplna różniła się temperaturą austenityzowania (750°C-860°C) i temperaturą przemiany izotermicznej (390°C-420°C). Określono mikrostrukturę oraz właściwości mechaniczne (twardość) powstałych warstw azotowanych po procesach obróbki cieplnej. Po procesie azotowania, w czasie 30 h w atmosferze azotującej, składającej się tylko z amoniaku, uzyskano wysokie nasycenie azotem w powierzchniowej strefie warstw. Warstwy azotowane, po procesach obróbki cieplnej, charakteryzowały się zróżnicowaną grubością, o czym świadczą rozkłady twardości na ich przekrojach.

Słowa kluczowe

EN

nitriding; isothermal transformation; nitrogen austenite; heat treatment

PL

azotowanie; przemiana izotermiczna; austenit azotowy; obróbka cieplna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 4
• Strony: 34--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr., tab., rys.

Twórcy

autor

Nawrocki P.

• Institute of Precision Mechanics Warsaw, Heat Treatment Department

autor

Szawłowski J.

• Institute of Precision Mechanics Warsaw, Heat Treatment Department

Bibliografia

• 1. Michalski J., Wach P., Tacikowski J., Betiuk M., Burdyński K., Kowalski S., Nakonieczny A.: Contemporary Industrial. Application of Nitriding and Its Modification. „Materials and Manufacturing Processes” 2009, vol. 24, p. 855–858.
• 2. Senatorski J., Tacikowski J., Liliental W.: Tribological properties of nitrided layers as determined by cone-three cylinder wear test. „Tribology Transactions” 1998, vol. 41, issue 2, p. 199–208.
• 3. Schuhler G., Jourani A., Bouvier S., Perrochat J.M.: Multi technical analysis of wear mechanisms in axial piston pumps. „J. Phys.: Conf. Ser.” 2017, vol. 843, issue 1, p. 376–385.
• 4. Michalski J., Tacikowski J., Wach P., Łunarska E., Baum H.: Formation of single-phase layer of γ′-nitride in controlled gas nitriding. „Metal Science and Heat Treatment” 2005, vol. 47, issue 11–12, p. 516–519.
• 5. Weil H., Barrallier L., Jegou S., Caldeira-Meulnotte N., Beck G.: Optimization of gaseous nitriding of carbon iron-based alloy based on fatigue resistance modelling. „International Journal of Fatigue” 2018, vol. 110, p. 238–245.
• 6. Michalski J., Burdyński K., Wach P., Łataś Z.: Nitrogen availability of nitriding atmosphere in controlled gas nitriding processes. „Archives of Metallurgy and Materials” 2015, vol. 60, issue 2, p. 747–754.
• 7. Jiao D., Luo C. P., Liu J.: Isothermal transformation of high-nitrogen austenite. „Scripta Materialia” 2007, vol. 56, issue 7, p. 613–616.
• 8. Jiao D., Luo Ch., Liu J., Zhang G.: Morphology and crystallographic orientation relationship in isothermally transformed Fe–N austenite. „Materials Characterization” 2014, vol. 88, p. 5–57.
• 9. Jiang Z., Li X., Gu J., Hu M., Zhu Z.: Isothermal decomposition behaviour of the high nitrogen concentration γ-Fe[N] prepared from pure iron. „Applied Surface Science” 2008, vol. 254, issue 22, p. 7361–7364.
• 10. Po-Chih Ch., Chuen-Guang Ch., Jenh-Yih J., Tzeng-Feng L.: Structure and properties of gas-nitrided nanostructured FeAlMnC alloy. „Materials Chemistry and Physics” 2013, vol. 143, issue 1, p. 271–274.
• 11. Caballero F.G., Bhadeshia H.K.D.H.: Very strong bainite. „Curr. Opin. Solid State Mater. Sci.” 2004, vol. 8, issue 3, p. 251–257.
• 12. Jack K.H.: Nitriding, Proceedings of the Metals Society. Heat Treatment ’73 1975. „The Metals Society” vol. 2, p. 39–51.