Azotowanie gazowe stali stopowych z i bez przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza

• Autorzy: Michalski J. , Tacikowski J. , Wach P. , Ratajski J. , Mońka G. , Nakonieczny A.

Warianty tytułu

EN

Gas nitriding of alloy steels with and without the surface compound layer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono wyniki badań procesów regulowanego azotowania gazowego konstrukcyjnych stali stopowych gatunków 40HM i 38HMJ, używanych na części maszyn, narażone w eksploatacji na korozję, zużycie przez tarcie i zmęczenie stykowe. Do azotowania stosowano piec wgłębny z automatycznym sterowaniem komputerowym procesem, wyposażony w dysocjator amoniaku i system przyspieszonego chłodzenia wsadu. Procesy azotowania prowadzono w zakresie temperatury: 470÷580°C przez 4÷28 h, w atmosferze z NH3 bądź z NH3-NH3 zdys. z regulowaniem ich składu i potencjału azotowego w okresie nagrzewania i w temperaturze procesu. Podano przykłady rozwiązań procesu umożliwiające wytwarzanie warstw azotowanych na stalach stopowych, z warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczone do pracy w warunkach korozyjnych i tribologicznych oraz bez warstwy azotków żelaza, przeznaczone na części maszyn pracujące w warunkach zmęczenia stykowego. Określono odporność na zużycie przez tarcie i stykową wytrzymałość zmęczeniową stali po ulepszeniu cieplnym, azotowaniu roztworowym, bez przypowierzchniowej warstwy azotków, a także po dalszym precyzyjnym kulowaniu.

EN

The article describes the results of investigations of controlled gas nitriding processes of alloyed structural steel grades 40HM and 38HMJ, used for machine components exposed to corrosion, wear and contact fatigue in service. Nitriding was carried out in an industrial pit-type furnace, with the computer process control, also equipped with an ammonia dissociator, as well as a sys tem of fast cooling of the load after the process. Nitriding processes were carried out at temperatures within the range of 470÷580°C and times of 4÷28 h in atmospheres composed of ammonia (NH3) or a mixture of ammonia and dissociated ammonia (NH3-NH3 zdys.), with the regulation of their composition and nitriding potential during the heating and in the process temperature. Examples are given of process design enabling the formation of nitrided cases on alloyed steels with an iron nitride compound layer at the surface, designated for corrosion and tribological hazards, and without iron nitride compound layer, designed also for friction wear resistance and contact fatigue strength of steel after heat treatment, then precise ball peening, and then solution nitriding.

Słowa kluczowe

PL

azotowanie regulowane; potencjał azotowy; azotek żelaza; atmosfera azotująca; warstwa dyfuzyjna

EN

controlled gas nitriding; nitriding potential; iron nitrides; nitriding atmosphere; diffusion layer

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 1100--1103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Michalski J.

autor

Tacikowski J.

autor

Wach P.

autor

Ratajski J.

autor

Mońka G.

autor

Nakonieczny A.

• Instytut MechanikiPrecyzyjnej, Warszawa,

Bibliografia

• [1] Spies H. J., Winkler H. P., Langenhan B.: Zum Korosions– und Verschleiß– verhalten von ε - Nitridschichten auf Stähle. HTM 44 (2) (1987) 75-82.
• [2] Hitczenko D., Straus J.: Odpornośc na korozję warstw azotowanych i utlenianych. MOCiP 109-111 (1991) 2-8.
• [3] Ebersbach U., Naumann J., Zimdars H., Spies H. J.: Einfluss der Wasserdampfbehandlung auf das Korrosionsverhalten von nitriertem und nitrocarburiertem Stahl 20MnCr5. HTM 52 (3) (1997) 178-188.
• [4] Michalski J., Tacikowski J., Sułkowski I., Wach P.: Azotowanie antykorozyjne. Obróbka elementów siłowników hydraulicznych. Inżynieria Powierzchni 2 (2004)17-21.
• [5] Michalski J., Iwanow J., Tacikowski J., Tarfa T. N., Tymowski J., Sułkowski I., Wach P.: Anticorrosion nitriding with post-oxidation and inhibitor impregantion and its industrial applications. Heat Treatment of Metals 2 (2004) 31-35.
• [6] Bell T., Birch B.J., Korothenko V., Evans S. P.: Controlled nitriding in ammonia-hydrogen mixture. International Conference Heat Treatment’ 73, London (1973) 51-57.
• [7] Pan Jiansheng i inni: A mahematical model of controlled nitriding and its application. Congress on Heat Treatment, Shanghai (1983) 6.24- 6.30.
• [8] Hu Minjuan, Pan Jiansheng, Mao Lizhong: Nitriding on gear. Transmission Technology (1987) 34-39.
• [9] Małdziński L., Tacikowski J.: Nowe możliwości sterowania procesem azotowania gazowego przez wykorzystanie symulacji kinetyki wzrostu warstw azotowanych. Inżynieria Powierzchni 2 (1998) 49-65.
• [10] Sommers M., Mittemeijer E.: Layer, growth, kinetics on gaseous nitriding of pure iron: evolution of diffusion coefficients for nitrogen in iron nitrides. Metallurgical and Materials Transactions A 26 (1995) 57-74.
• [11] Senatorski J., Tacikowski J., Liliental W.: Tribological properties of nitrided layers as determined by cone-three cylinder wear test. Tribology Transactions 41 (2) (1998) 199-208.