Badania nieniszczące warstw azotowanych na stalach narzędziowych za pomocą przyrządów Wirotest

• Autorzy: Pachutko B. , Małdziński L.

Warianty tytułu

EN

Non-destructive testing of nitrided layers on tool steels by means of Wirotest instruments

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań grubości strefy azotków żelaza e+y' i grubości warstwy azotowanej (składającej się ze strefy faz e+y' i strefy wydzieleniowej a) na stali WCL i matrycach z tej stali, metodą prądów wirowych. W badaniach zastosowano przyrząd Wirotest 301 z czujnikiem ekranowanym (częstotliwość 0,5 i 1 MHz) oraz przyrząd Wirotest 03 z czujnikiem nieekranowanym (częstotliwość 3,4 kHz). Próbki azotowano gazowo w temperaturze 540 °C w czasie od 4 do 40 h przy potencjale azotowym NP = 3,6 atm.[do 1] oraz w temperaturze 500 °C w czasie od 22 do 76 godz. przy Np = 14,2 atm. [do 1/2]. Matryce azotowano jonowo w zakresie temperatury 500 = 520 °C w ciągu 10 h. Wykazano, że możliwa jest stosunkowo dokładna ocena grubości strefy faz e+y' i warstwy azotowanej za pomocą układów pomiarowych Wirotest. Zależność zmian wskazań przyrządów wiroprądowych od grubości tych warstw miała charakter liniowy lub zbliżony do liniowego. W badaniach grubości warstw azotowanych na matrycach uzyskano dobrą korelację wskazań przyrządu Wirotest 03 dla matryc i próbek kontrolnych. Opisaną metodykę badań można wykorzystać do oceny jakości azotowanych wyrobów.

EN

Thickness of the e+y' nitride zone and the total thickness of the nitrided layer (including the e+y' and the abase precipitation zones) on hot-work WCL steel and on dies made of the same material, were measured using eddy current method. Two types of istruments were used, Wirotest 301 with a shielded sensor (frequency 0.5 and 1.0 MHz) and Wirotest 03 with an unshielded sensor (3.4 MHz). Specimens were gas nitrided for 4 - 40 hours at 5°C 40 °C nd nitriding potential of 3.6 atm-1/2 and for 22 - 76 hours at 500 and potential 14.2 atm-1/2. Forging dies of WCL were plasma nitrided at 500 = 520 for °C 10 hours. It has been demonstrated that the Wirotest devices allow a relatively precise estimation of e+y' zone and nitrided layer thickness. The relationship between instrument indications and layer thickness was linear or close to linear. In the investigations of nitrided layer thickness a good correlation was obtained between the Wirotest 03 indications for dies and control specimens. The described method can be used for quality control of nitrided parts.

Słowa kluczowe

PL

azotowanie gazowe; azotowanie jonowe; warstwa azotowana; strefa dyfuzyjna; strefa azotków żelaza; prądy wirowe

EN

gas nitriding; plasma nitriding; nitrided layer; diffusion layer; iron nitrides zone; eddy currents

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 2
• Strony: 40--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., 4 rys., 3 tab.

Twórcy

autor

Pachutko B.

autor

Małdziński L.

• Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań

Bibliografia

• [1] Lohrmann M.: The Utilization of New Furnace and Process Sensors in Heat Treatment Furnaces. IPSEN on Top 2004 nr 1 s. 3-9.
• [2] Kleffmann I., Steinmann H., Hoffmann R.: Erfahrungen mit der IVANIT - Sonde Teil 1: Praktische Nutzung der IVANIT-Sonde zur Kontrolle von Nitr(ocarbur)ierprozessen. HTM 60 (2005) nr 3 s. 178-182.
• [3] Torchane L., Bilger P., Dulcy J., Gantois M.: Control of Iron Nitride Layers Growth Kinetics in the Binary Fe-N System, Metallurgical and Materials Transactions A, July 1996, Vol. 27A, s. 1824-1834.
• [4] Małdziński L.: „Termodynamiczne, kinetyczne i technologiczne aspekty wytwarzania warstwy azotowanej na żelazie i stalach w procesach azotowania gazowego" Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Seria Rozprawy Nr 373, Poznań, 2002.
• [5] Ratajski J.: Monitorowanie wzrostu warstwy azotowanej za pomocą czujnika magnetycznego - podstawy metody. Inżynieria Powierzchni 1999 nr 3, s. 11-20.
• [6] Klumper-Westkampf H., Hoffman F., Mayr P., Edenhofer B.: Sensorkontrolliertes Nitrocarburieren. HTM 46 (1991) nr 6 s. 367-374.
• [7] Lerche W.: The New IPSEN-KiNit-Sensor for Monitoring Nitriding Processes. IPSEN on Top 2002 nr 2 s.23-27.
• [8] Pachutko B., Małdziński L.: Zastosowanie przyrządu Wirotest 301 do badania grubości strefy azotków żelaza na stali WCL. Obróbka Plastyczna Metali 2005 nr 1 s. 21-30.
• [9] Pachutko B.: Badania grubości warstw azotowanych na matrycach ze stali WCL metodą prądów wirowych. Obróbka Plastyczna Metali 2003 nr 2 s.21-27.
• [10] Heptner H., Stroppe H.: Magnetyczne i indukcyjne badania metali. Wydawnictwo „Śląsk", Warszawa 1972.
• [11] Ratajski J.: Czujnik magnetyczny wzrostu warstwy azotowanej jako element sterowania procesem azotowania gazowego. Inżynieria Powierzchni 2004 nr 2 s. 52-60