Azotowanie i węgloazotowanie narzędziowej stali X37CrMoV5-l w złożu fluidalnym

• Autorzy: Żółciak T. , Jastrzębski J. , Obuchowicz Z.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.9804

Warianty tytułu

EN

Nitriding and carbonitriding of X37CrMoV5-l tool steel in a fluidised bed

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy badano wpływ aktywacji powierzchni i rodzaju gazowego nośnika węgla tj.C₃H₈ lub CO na twardość, budowę, skład i odporność na korozję wżerową warstw stali X37CrMoV5-1 po azotpwaniu/węgloazotowaniu w 570°C w złożu fluidalnym z tlenku aluminium. Po azotowaniu/węgloazotowaniu stali X37CrMoV5-l w 570°C/4 h twardości powierzchniowe wynosiły 1000-1100 HV, grubości warstw ok. 150 µm, a grubości stref związków 10-14 µm. Warstwy azotowane w 570°C miały nieco grubsze strefy związków, ale niższą twardość na powierzchni, niż warstwy węgloazotowane. Zastosowanie endogazu do węgloazotowania wymagało zmniejszenia jego udziału do 10%. Optymalnym z punktu widzenia odporności na korozję wżerową było azotowanie w amoniaku w 570°C/2 h poprzedzone azotoutlenianiem w 490°C/1 h w mieszaninie N₂/NH₃/H₂O i polerowaniem. Badania fazowe próbek do badań korozyjnych po azotowaniu 570°C/2 h i końcowym azotoutlenianiu antykorozyjnym w 540°C, wykazały złożony skład fazowy na powierzchni warstwy w postaci Fe₃N, Fe₄N, M₇C₃, CrN, Fe₃O₄ i Fe₂O₃.

EN

This study imestigated the influence of surface activation and the type of gas carbon carrier, i.e. C₃H₈ or CO, upon hardness, structure, composition and resistance to pitting corrosion ofX37CrMoV5-1 steel layers after nitriding /carbonitriding at 570°C in an aluminum oxide fluidized bed. After nitriding/carbonitriding ofX37CrMoV5-1 steel at 570°C/4 h surface hardness was 1000-1100 HV1, thickness of layers was about 150 µm and thickness of compound zones was 10-14 µm. The layers nitrided at 570°C had slightly thicker compound zones but lower surface hardness than the carbonitrided layers. The use of endogas to carbonitriding reąuired a reduction of its share to 10%. The optimum, in terms of pitting corrosion resistance, was nitriding in ammonia at 570°C/2 h preceded by nitro-oxidation at 490°C/1 h in a mixture ofN2/NH/H2O and polishing. Phase tests of the samples for corrosion tests after nitriding at 570°C/2 h and final anticorrosive nitro-oxidation at 540°C showed a complex phase composition on the surface of the layer in the form of: Fe₃N, Fe₄N, M₇C₃, CrN, Fe₃O₄ and Fe₂O₃.

Słowa kluczowe

PL

obróbka fluidalna; azotowanie; węgloazotowanie; strefa związków; strefa dyfuzyjna; aktywacja powierzchni; azotek; węgloazotki; korozja wżerowa

EN

fluidized bed treatment; nitriding; carbonitriding; compounds zone; diffusion zone; surface activation; nitrides; carbonitrides; pitting corrosion

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 4
• Strony: 55--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., wykr., tab., rys.

Twórcy

autor

Żółciak T.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Jastrzębski J.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Obuchowicz Z.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• 1. Żmihorski E.: Stale Narzędziowe i Obróbka Cieplna Narzędzi. WNT, Warszawa 1970.
• 2. Liliental W.K.: Nitreg nitriding improves life of forging dies. The 9th International Seminar Nitriding Technology Warsaw, Poland 2003, p. 471–481.
• 3. King P.C., Reynoldson R.W., Browning A., Long J.M.: Ferritic nitrocarburising of tool steels. „Surface Engineering” 2005, vol. 27, issue 2, p. 86–97.
• 4. Dong J., Hoffmann F., Kluemper-Westcamp H., Zoch Hans W.: Influence of CO or CO2 as carbon donator on the development of compound layer during nitrocarburizingof alloyed steels. „Materials Performance and Characterization”, 2012, vol.1, issue1, p.1–11.
• 5. Hoffmann R., Mittemeijer E.J.: Abkühlen nach dem Nitrieren/Nitrocarburieren. „Härterei-Technische Mitteilungen” 2001, vol. 56 issue 3, p.155–160.
• 6. Kria E., Ruffle T.W.: Nitemper – ferritic nitrocarburising in atmosphere romances. „Heat Treatment of Metals” 1976, issue 1, p.19–23.
• 7. Lerche W., Edenhofer B.: Oxi – Nitrocarburiren „Härterei-Technische Mitteilungen” 2002, vol. 57, issue 4, p. 240–245.
• 8. Dong J., Haase B., Bauckhage K.: Aktivierung von Stahloberflachen für Thermochemische Diffusionverfahren. „Härterei-Technische Mitteilungen” 2002, vol. 57, issue 5, p. 335–341.
• 9. Spies H.J., Vogt F.: Gasoxinitrieren hochlegierter Stähle. „Härterei-Technische Mitteilungen” 1997, vol. 52, issue 6, p. 342–349.
• 10. Żółciak T., Jastrzębski J.: Azotowanie i węgloazotowanie stali nierdzewnej X20Cr13 w złożu fluidalnym. „Inżynieria Powierzchni” 2018, vol. 2, s. 49–60.
• 11. Żółciak T.: Sposób gazowego azotowania lub węgloazotowania ferrytycznego stali stopowych w piecach fluidalnych. Patent PL. 223176 (2016).
• 12. Żółciak T., Ciski A., Płociński T.: Wpływ składu atmosfer węgloazotujących i azotujących na odporność korozyjną stali konstrukcyjnych 30HN2MFA i 38HMJ. „Inżynieria Powierzchni” 2009, vol. 2, s.17–24.
• 13. Weissohn K.H., Winter K.M.: Mesurement and Control of Nitriding- and Nitrocarburizing Processes C/PEU/Aufsatz /Nitriren Neu- english-scholz/doc 1-27 09/23/2003 p. 8–27.
• 14. Ebersbach U., Vogt F., Naumann J., Zimdars H.: Einfluß der Wasserdampfbehandlung auf das Korrosionsverhalten von nitrirtem und nitrocarburirtem Stahl 20MnCr5. Teil 2: Einfluß des Saverstoffpartialdrucs und der Behandlungstemperatur. Härterei-Technische Mitteilungen” 1998, vol. 53, issue 1, s. 56–62.