Chosen aspects of the modelling of kinetics of the (carbo) nitrided layer growth

• Autorzy: Ratajski J. , Suszko T. , Dobrodziej J. , Michalski J.

Warianty tytułu

PL

Wybrane aspekty modelowania kinetyki wzrostu przypowierzchniowej warstwy (węglo)azotków żelaza

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An example of the experimental-theoretical model of the nitriding process of steel is presented. The model makes it possible to simulate kinetics of the nitrided layer growth and consequently to optimize the algorithm of the process parameters change, obtaining desired phase composition and layer structure. Attention has been paid to the analysis of the growth of the surface layer of iron (carbon) nitrides (compound layer) on 4340 (AISI, PN: 40HMN) alloy steel. The basis of the experimental-theoretical model is constituted by the mathematical description of the layer growth previously presented [24], in which experiential data from the database later developed [25] were taken into account.

PL

Zaprezentowano przykład eksperymentalno-teoretycznego modelu procesu azotowania stali. Model umożliwia symulacje kinetyki wzrostu warstwy azotowanej i w konsekwencji optymalizację algorytmu zmian parametrów procesu zapewniającego otrzymanie warstwy o założonym składzie fazowym i budowie. Skoncentrowano się na analizie wzrostu przypowierzchniowej warstwy (węglo)azotków żelaza na przykładzie stali stopowej 4340 (AISI, PN: 40HNM). Podstawę modelu stanowi matematyczny opis wzrostu warstwy zaprezentowany w pracy [24], w którym uwzględniono dane eksperymentalne z opracowanej bazy danych [25].

Słowa kluczowe

EN

nitriding process; model; simulation; layer growth

PL

proces azotowania; model procesu; symulacja wzrostu warstwy

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 2
• Strony: 113--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.

Twórcy

autor

Ratajski J.

autor

Suszko T.

autor

Dobrodziej J.

autor

Michalski J.

• Physics Department, Koszalin University of Technology, Koszalin; Institute for Sustainable Technologies - National Research Institute, Radom; Institute of Precision Mechanics, Warsaw

Bibliografia

• 1. Sun Y., Bell T.: Proc. Of the 9th Int. Congres on Heat Treatment and Surface Engineering, 1994.
• 2. Somers M.A.J., Mittemeijer E.J.: Metall. Mater. Trans. A, 26a 1995.57-74.
• 3. Hu M.-J., Pan J.-S., Li Y.-J., Ruan D.: Materials Science and Technology. 16, 2000,547-550(4)
• 4. Nakonieczny A., Senatorski J., Tacikowski J., Tymowski G., Liliental W.: Computer. Heat treatment of Metals. 2002. 197. 24-81.
• 5. Sun Y., Bell T.: Surface Engineering. 1995. 11. 146-148.
• 6. Grieveson P., Tukdogan E.T.: Kinetics of Nitrogen Solution in Alpha and Delta Iron, Metall. Trans. A 230 (1964), 1604-1609.
• 7. Paranjpe V.G., Cohen M., Bever M.B., Floe.: The Iron-Nitrogen system, Metall. Trans. A 188 (1950), 261-267.
• 8. Rozendaal H.C.F., Mittemeijer E.J., Colijn P.P., Van Der Schaaf P.J.: The Development of Nitrogen Concentration Profiles on Nitriding Iron, Metal. Trans. A 14 (1983), 395-399.
• 9. Schwerdtfeger K., Grieveson P., Tukdogan E.T.: Growth Rate of Fe4N on Alpha Iron, Metall. Trans. A 245 (1969), 2461-2466.
• 10. Wert C.A.: Phenomena Accompanying Precipitation From Solid Solution of C and N in [alpha]Fe , American Society Metals, Ohio, (1950), 178-182.
• 11. Buslovikh N.M., Makhtinger E. Ya.: Mathematical Model of the Process of High - Temperature Nitriding, Metal Science and Heat Treatment, 1/2 (1982), 30-35.
• 12. Hayes P., Grieveson P.: The Effect of Phosphorus and Oxygen on the Nitriding of [alpha]Fe , Acta Metallurgica, 23 (1975), 937-942.
• 13. Pan Jiansheng.: A Mathematical Model of Controlled nitriding and its Application, Proc.of 3th Int. Cong, on Heat Treatment of Materials, Shanghai, (1983), 624-630.
• 14. Kogan Ja. D., Bulgacz A.A.: Modelirowanie na EWM Kinietiki Diffuzionnogo Nasyszczenija Pri Gazowom Azitirowanii, MiTOM, 1 (1984), 10-20.
• 15. Jentzsch W.D., Esser F., Bohmer S.: Mathematisches Modell fur die Nitrierung von Weicheisen, Neue Hutte, 1 (1981), 19-23.
• 16. Ratajski J., Ignaciuk J., Zysk J.: Mathematical Model of the Kinetics of Nitriding Layer Growth, Proc. of 5th Inter. Cong, on Heat Treatment Materials, Budapest, (1986), 224 - 232.
• 17. Fromm E.: Diffusionskontrolliertes Wachstum Zweiphasiger Deckschichten in binaren Systemen, Z. Metallkd., 57 (1966), 60-65.
• 18. Małdziński E., Tacikowski J.: Nowe możliwości Sterowania Procesem Azotowania Gazowego Przez wykorzystanie symulacji Kinetyki Wzrostu Warstw Azotowanych, Inżynieria Powierzchni 2, (1998).
• 19. Somers M.A.J., Mittemeijer E.J.: Layer-Growth Kinetics on Gaseous Nitriding of Pure Iron: Evaluation of diffusion Coefficients for Nitrogen in Iron Nitrides, Metall. Trans., A 26A (1995), 57-74.
• 20. Torchane I., Bilger P., Dulcy J., Gantois M.: Control of Iron Nitride Layers Growth Kinetics in the Binary Fe-N System, Metall. Trans., A 27 (1996), 1823-1835.
• 21. Lisjak T., Master Thesis, FEMA, Zagreb, 1998.
• 22. Filetin T., Lisjak D.: Euromat 99, 343-349.
• 23. Filetin T., Zmak L, Nowak D.: J. Phys. IV France 120 (2004) 355-362
• 24. Ratajski J.: Model of growth kinetics of nitrided layer in the binary Fe-N system. Zeitschrift fur Metallkunde, 95 (2004) 9, 23.
• 25. Dobrodziej J., Ratajski J, Michalski J., Problemy Eksploatacji, 3 (2006).
• 26. Gurow K.P., Kartaszkin B. A., Ugastie Ju.E.: Wzaimnaja Diffuzija w Mnogofaznych Sistemach, Moskwa „Nauka" 1981.
• 27. Ratajski J., Tacikowski J., Somers M.A.J.: Development of compound layer of iron (carbo)nitrides during nitriding of steel, Surface Engineering, Vol. 19 No. 4, 2003, 285.