Warstwy dyfuzyjne złożone typu TiC-Ni-Mo wytwarzane na stali w procesie tytanowania próżniowego, połączonym z osadzaniem elektrolitycznym.

• Autorzy: Kasprzycka E. , Królikowski A.

Warianty tytułu

EN

Diffusion complex layers of TiC-Ni-Mo type produced on steel during vacuum titanizing process combined with the electrolytic deposition.

• Konferencja: IV Ogólnopolska Konferencja Naukowa 'Obróbka powierzchniowa', 5-8 października 1999 r., Kule k/Częstochowy
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących warstw węglikowych wytwarzanych na powierzchni stali w procesie tytanowania próżniowego. Opracowano nowy proces technologiczny polegający na łączeniu tytanowania próżniowego z elektrolitycznym osadzeniem stopu Ni-Mo, dla zwiększenia odporności korozyjnej wytwarzanych warstw węglikowych. Przeprowadzano badania dotyczące wpływu wstępnego osadzenia elektrolitycznego stopu Ni-Mo na powierzchni stali NC10, na strukturę i odporność korozyjną warstw węglikowych wytwarzanych w procesie tytanowania próżniowego. W wyniku badań otrzymano tytanowane warstwy złożone typu TiC-Ni-Mo na powierzchni stali NC10. Rentgenowska analiza strukturalna powierzchni tytanowych próbek ze stali NC10 pokrytych elektrolitycznie stopem Ni-Mo (70%Ni+30%Mo), wykazała obecność węglika tytanu TiC, NiTi, MoTi oraz ślady austenitu. Przedstawiono obraz mikroskopowy warstwy TiC-Ni-Mo na stali NC10 uzyskany za pomocą połączonych metod SEM+TEM oraz rozkłady pierwiastków w strefie dyfuzyjnej tej warstwy wyznaczone za pomocą EDS+TEM. Przedstawiono profile stężenia pierwiastków Ti, Ni, Mo, Cr i Fe w strefie dyfuzyjnej warstwy wyznaczone za pomocą mikroanalizatora rentgenowskiego oraz rozkład twardości w warstwie. Analiza strukturalna powierzchni tytanowych próbek ze stali NC10, bez powłoki elektrolitycznej, ujawniła obecność wyłącznie węglika tytanu TiC. Badania korozyjne przeprowadzono na próbkach z różnymi warstwami dyfuzyjnymi oraz na próbkach bez warstwy: (i) warstwy TiC-Ni-Mo na stali NC10, (ii) warstwy TiC na stali NC10, (iii) stal NC10 bez warstwy. Badania korozyjne próbek przeprowadzono w 0,1 M H2SO4, stosując metody: potencjodynamiczną oraz impedancji elektrochemicznej. Stwierdzono, że tytanowane próbki z warstwami TiC oraz TiC-Ni-Mo wykazują wyższą odporność na korozję niż próbki bez warstw. Próbki z warstwami tytanowanymi wykazywały samorzutną pasywację, przy czym stan pasywny utrzymywał się w szerokim zakresie potencjałów w odróżnieniu od próbek bez warstw, które szybko korodowały. Najwyższą odporność na korozję obserwowano dla próbek z warstwami złożonymi TiC-Ni-Mo, które wykazywały najniższą gęstość prądu w stanie pasywnym oraz najwyższą rezystancję przeniesienia ładunku. Otrzymane wyniki świadczą o tym, że wstępne osadzanie elektrolityczne stopu Ni-Mo na powierzchni stali zwiększa w sposób istotny odporność korozyjną warstw tytanowych wytwarzanych w procesie tytanowania próżniowego.

EN

Diffusion carbide layers produced on steel surface by means of vacuum titanizing process have been studied. A new technological process combining a vacuum titanizing with an electrolytic deposition of Ni-Mo alloy has been proposed to increase the corrosion resistance of carbide layers. The effect of preliminary electrolytic deposition of NiMo alloy on the NC10 steel surface on the titanized layer structure and its corrosion resistance has been investigated. As a result, diffusion complex layers of TiC-Ni-Mo type on the NC10 steel surface have been obtained. An X-ray structural analysis of titanized surfaces on the NC10 steel precovered with an electrolytic Ni-Mo alloy coating (70%Ni+30%Mo) revealed a presence of titanium carbide TiC, NiTi, MoTi and trace quantity of austenite. The image of the TiC-Ni-Mo complex layer on the NC10 steel surface obtained by means of joined SEM+TEM method and diagrams of elements distribution in the layer diffusion zone obtained by means of the joined EDS+TEM method are shown. Concentration depth profiles of Ti, Ni, Mo, Cr and Fe in the layer diffusion zone obtained by means of the X-ray microanalyses and microhardness of the layer are shown. An X-ray structural analysis of titanized surfaces on the NC10 steel, without Ni-Mo alloy layer, revealed only a substantial presence of titanium carbide TiC. For corrosion resistance tests the steel samples with various diffusion layers and without layers were used: (i) the TiC-Ni-Mo titanized complex layers on the NC10 steel, (ii) the TiC titanized carbide layers on the NC10 steel, (iii) the NC10 steel without layers. Corrosion measurements of samples under test have been performed in 0,1 M H2SO4 by means of potentiodynamic polarization and electrochemical impedance tests. It has been found that the corrosion resistance of titanized steel samples with the TiC and TiC-Ni-Mo layers is higher than for the steel without any layers. The steel samples with titanized layers exhibited spontaneous passivation and remained passive in a wide range of potentials, whereas the steel without layer corroded actively. The highest corrosion resistance was observed for samples with the TiC-Ni-Mo complex layers, which showed the least passive current density and the highest charge transfer resistance. The results obtained indicate that the preliminary electrolytic deposition of Ni-Mo alloy on the steel surface significantly increases corrosion resistance of titanium layers produced by means of vacuum titanizing process.

Słowa kluczowe

PL

warstwa węglikowa; warstwa dyfuzyjna; warstwa dyfuzyjna złożona; tytanowanie próżniowe; osadzanie elektrolityczne; odporność korozyjna; węglik tytanu

EN

carbide layer; diffusion layer; complex diffusion layer; vacuum titanizing; electrolytic deposition; corrosion resistance; titanium carbide

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 1999
• Tom: R. XX, nr 5
• Strony: 267--271
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Kasprzycka E.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej Warszawa

autor

Królikowski A.

• Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Burakowski T., Wierzchoń T.: Surface Engineering of Metals, Principles, Equipment, and Technologies. CRC Press Boca Raton, London, New York, Washington D. C. 1999
• [2] Wierzchoń T., Bieliński P., Sikorski K.: Formation and properties of multicomponent and composite borided layers on steel. Surface and Coatings Technology, vol. 73, 1995, s. 121-124
• [3] Wierzchoń T., Rudnicki J., Bogdański A., Fleszar A., Maranda-Niedbała A., Hering M., Niedbała R.: Opracowanie podstaw technologii wytwarzania warstw wieloskładnikowych antykorozyjnych i antyściernych na bazie kobaltu, niklu i chromu. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, 1998, z. 8, s. 23-33
• [4] Kasprzycka E.: Parameters of vacuum titanizing process as the factors changing growth kinetics of diffusion layers on steel surface. Inżynieria Materiałowa 1998, nr 4, s. 123-126
• [5] Kasprzycka E., Tacikowski J., Wierzchoń T. i inni: Sposób dyfuzyjnego tytanowania powierzchni wyrobów ze stopów żelaza. Patent RP nr 297 640, Warszawa 1993
• [6] Kasprzycka E.: Antykorozyjne warstwy dyfuzyjne na stalach wytwarzane na bazie chromu i tytanu w warunkach obniżonego ciśnienia. Sprawozdanie IMP, zlec.nr 106.03.0363, Warszawa 1993
• [7] Kasprzycka E., Przywóski A., Socha J.: Sposób wytwarzania warstw dyfuzyjnych złożonych typu TiC-Ni-Mo na stalach w procesie tytanowania próżniowego. Zgłoszenie patentowe IMP, EP-1927, Warszawa 1999.