Monitorowanie wzrostu warstwy azotowanej za pomocą czujnika magnetycznego - przykłady zastosowań

• Autorzy: Ratajski J.

Warianty tytułu

EN

Monitoring of Nitriding Layer Growth with the Magnetic Sensor - Examples of Application

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W poprzednim artykule [5] przedstawiono podstawy metody monitorowania wzrostu warstwy azotowanej za pomocą czujnika magnetycznego, natomiast w tej pracy pokazano przykłady zastosowania czujnika w badanich kinetyki wzrostu warstwy azotowanej oraz do sterowania przemysłowym procesem azotowania. Przydatność czujnika do zadań badawczych, zaprezentowano na przykładzie wykorzystania go do analizy roli tytanu w kinetyce wzrostu warstwy azotowanej na modelowych stopach Fe-Ti. W tym przypadku zarejestrowane przez czujnik magnetyczny kinetyczne przebiegi napięciowo - czasowe pozwalają na bezpośrednią obserwację wpływu tytanu w badanych stopach (0,15; 0,6; 1,1; 1,6; 2,2 %wag. Ti), na czas inkubacji na powierzchni azotków żelaza oraz na rozwój makronaprężeń w przypowierzchniowym obszarze azotowanych próbek. W procesie przemysłowym przebiegi te były podstawą do regulacji wartości potencjału azotowego (poprzez zmianę natężenia przepływu amoniaku) w celu otrzymania warstwy azotowanej o ograniczonej, do kilu mikrometrów, grubości przypowierzchniowej warstwy azotków. Jest to całkowicie odmienna od dotychczas stosowanej, metoda sterowania procesem, w której punktem odniesienia do zmian jego parametrów nie jest zaprogramowana wartość potencjału azotowego, a wskazania czujnika obrazującego w procesie tworzenia się i wzrost warstwy.

EN

Former paper [5] presents the basis of the monitoring method of nitriding layer growth using a magnetic sensor. This paper shows examples of sensor application to study the kinetics of nitriding layer growth and to control the industrial nitriding processes. Utility of sensor application to the research problems is showed on the example of its application in analysis ot titanium role in the kinetics of nitriding layer growth on Fe-Ti model alloys. In this case, the kinetic courses voltage time registered by magnetic sensor allow direct observation of influence of titanium in investigated alloys (0.15; 0.6; 1.1; 1.65; 2.2 wt% Ti) on incubation time of iron nitrides on alloy surface and on macrostresses development in superficial area of nitrided samples. In the industrial process, these courses were basis of regulation of nitrogen potential values (by changing of ammonia flow intensity) in order to obtain the nitriding layer with surface zone of iron nitrides of thickness limited only to few micrometers. It is a new method of process control completely different from methods used up to now. Reference point to modify process parameters (temperature, nitrogen potential) is based on sensor indications illustrating the nucleation and growth of nitriding layer.

Słowa kluczowe

PL

procesy azotowania; monitorowanie warstwy azotowanej; badania

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2001
• Tom: Nr 1
• Strony: 56--64
• Opis fizyczny: 8 rys., 2 tabele, bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Ratajski J.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] Czeluśniak A., Korwin M.: NITREG Advanced Surface Hardening Technologies - Nitrex Metal Brochure, 1987.
• [2] Nakonieczny A., Senatorski J. , Tacikowski J., Tymowski G., Liliental W.: Computer-controlled gas nitriding - a viable replacement for carburising. „Heat Treatment of Metals”, 1997, p. 81-88.
• [3] Ratajski J., Olik R., Liliental W.: New Developments Trends: Magnetic sensor to monitor nitride layer growth in-process. Proceedings 2th International Conference on Carburizing and Nitriding with Atmospheres, Cleveland Ohio 1995, p. 309-314.
• [4] Ratajski J. Olik R. Tacikowski J.: Kontrola kinetyki tworzenia się i wzrostu warstwy azotowanej. III Ogólnopolska Konferencja Naukowa „Obróbka Powierzchniowa", Częstochowa-Kule 1996.
• [5] Ratajski J.: Monitorowanie wzrostu warstwy azotowanej za pomocą czujnika magnetycznego - podstawy metody, „Inżynieria Powierzchni", 2, 1999, s. 11.
• [6] E. J. Mittemeijer: Proceedings TMS-AIME session on microstructual and residual stress effects on the properties of case-hardened steels, Atlanta, Georgia, 1983.
• [7] Frazer B.O.: Magnetic strukture of Fe4N. „Physical Review, 1958, vol. 112, 3, p. 751-754.
• [8] Eickel K.H. , Pitsch W.: Magnetic property of heksaganal nitride ε-Fe2,3 N. „Phys. Status Sol.", 1970, vol. 39, p. 121-131.
• [9] Podgurski H. H., Davis F. N.: Thermochemistry and nature of nitrogen absorption in nitrogenated Fe-Ti alloys „Acta Metallurgica", Vol. 29, 1981, p. 1-9.
• [10] Rickerby D. S., Hendry A., Jack K. H.: Lowtemperature aging of nitrided Fe-Ti alloys, „Acta Metallurgica”, Vol. 34, No. 10, 1986, p. 1925-1934.
• [11] Rickerby D. S., Hendry A.: Strengthening of nitrided Fe-Ti alloys, „Acta Metallurgica”, Vol. 34, No. 10, 1986, p. 1911-1923.
• [12] Van Wiggen P. C., Rozendaal H.C. F., Mittemeijer E.J.: The nitriding behaviour of iro-chromium carbon alloys, „Journal of Materials Science", 20, 1985, p. 4561-4582.
• [13] Mittemeijer E. J., Vogels A. B. P., Van Der Schaaf.: Morphology and Iattice distortions of nitrided iron and iron-chromium alloys and steels. „Journal of Materials Science", 15, 1980, p. 3129-3140.
• [14] Ratajski J.: Zmiany własności elektromagnetycznych warstwy azotowanej w trakcie jej tworzenia, Sprawozdanie merytoryczne z projektu badawczego Nr 7 0561 91 01.
• [15] Ratajski J.: Opracowanie podstaw projektowania automatycznie sterowanych procesów azotowania gazowego, Sprawozdanie merytoryczne z projektu badawczego Nr 7 T08C 008 10.