Modyfikowanie składu fazowego i chemicznego jedno i wieloskładnikowych dyfuzyjnych warstw węglików chromu, wanadu i tytanu wytwarzanych na stalach metodą proszkową

• Autorzy: Młynarczak A.

Warianty tytułu

EN

Modification of chemical and phase composition of single- and multiphase diffusion Cr, V, Ti carbide coatings formed on steels by pack cementation

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja Naukowa "Obróbka Powierzchniowa" (VI; 20-23.09.2005; Kule k. Częstochowy, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań składu fazowego i chemicznego jedno-i wieloskładnikowych dyfuzyjnych warstw węglików chromu, wanadu i tytanu wytwarzanych na stali N9E metodą proszkową. Warstwy wytwarzano w mieszaninach proszkowych zawierających 60% części metalicznej złożonej z żelazostopów metali węglikotwórczych, 39,8 wypełniacza w postaci kaolinu i 0,2% chlorku amonu. Procesy dyfuzyjne przeprowadzono w temperaturze 1000 stopni C w czasie 6 godzin. Stwierdzono, że skład fazowy i chemiczny warstw węglikowych można skutecznie modyfikować poprzez zmianę składu chemicznego części metalicznej mieszaniny proszkowej. Wzrost zawartości żelazowanadu lub żelazotytanu w stosunku do żelazochromu do pewnej granicy powoduje wzrost zawartości tytanu, wanadu lub obu tych pierwiastków w warstwach węglikowych (Fe,Cr,V)7C3, (Fe,Cr,Ti)7C3, (Fe,Cr,V,Ti)7C3, kosztem obniżenia zawartości chromu i żelaza bez zmiany składu fazowego. Stwierdzono, ze maksymalne stężenie wanadu i tytanu w tych warstwach może wynosić odpowiednio 11 % i 9% Dalsze zwiększenie stosunku zawartości żelazowanadu lub żelazotytanu do żelazochromu powoduje przekształcenie warstwy o strukturze jednofazowej M7C3 najpierw w warstwę o strefowej strukturze dwufazowej M7C3 + MC, a następnie ponownie w warstwę o strukturze jednofazowej typu MC. Tworzące się węgliki wanadu (V,Cr)C lub (V,Cr,Ti)C poza wanadem maksymalnie mogą zawierać do około 8% Cr lub do około 17% Ti i 5%Cr, a węgliki tytanu (Ti,Cr)C lub (Ti,V,Cr)C, poza tytanem maksymalnie mogą zawierać do około 8% Cr lub do około 18%V i 4%Cr.

EN

Phase and chemical composition of single- and multiphase diffusion Cr, V and Ti carbide coatings formed on tool steels by pack cementation has been described in this work. Coatings have been formed in powder mixtures containing 60% of masteralloy (ferroalloys of carbide forming elements), 39.8% of kaolin fIller and 0.2% of ammonium chloride activator. Diffusion in pack cementation process occured at temperature of 1000°C during 6 hours. It was stated, that chemical and phase composition of carbide coatings could be modified by chemical composition of masteralloy. Increased content of ferrovanadium and/or ferrotitanium in masteralloy up to a determined limit, resulted in raised concentration of Ti and/or V in a diffusion coating of the type: (Fe,Cr,V)7C3 ,(Fe,Cr,Ti)7C3 , Fe,Cr,V,Ti)7C3 without a phase transformation. It was found that maximal concentration of V and Ti in these coatings reached 11 % and 9%, respectively. Further increasing of the ratio FeV(FeTi): FeCr resulted in transformation of single phase M7C3 coating into dual phase one: M7C3 + MC and later again into single phase MC coating. Vanadium (V,Cr)C or (V,Cr,Ti)C carbides contained up to 8% Cr or 17% Ti and 5% Cr. Titanium (Ti,Cr)C or (Ti, V,Cr)C carbides contained up to 8% Cr or 18% V and 4% Cr.

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 26, nr 5
• Strony: 691--694
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Młynarczak A.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• [1] Detroye M.; Reniers F.; Buess-Herman C.; Vereecken J.: AESXPS Study of chromium carbides and chromium iron carbides. Applied Surface Science, 144-145, 1999, p 78÷82.
• [2] Dobrzański L.: Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. WNT, Gliwice÷ Warszawa 2002.
• [3] Kaluba W.: Wpływ warunków chromowania dyfuzyjnego na kinetykę i mechanizm powstawania warstw węglikowych. Praca doktorska, Poznań 1978.
• [4] Komem V., Weiss B.Z., Niedzwiedz S.: Chromium diffusion coatings on hypoeutectoid carbon steels. Journal of the Iron and Steel Institute, (1967) 487÷493.
• [5] Loskutov V. F.: Naniesienie na powierchnost stalej karbidnykh pokrytij vanadiya. Zashtchitnye pokrytiya na metallakh”, Vyp. 17, Kiev 1983, 43÷46.
• [6] Lutze-Birk A., Waliś L., Bielski W., Tacikowski J.: Niektóre elementy procesu tytanowania stali. Metaloznawstwo, Obróbka Cieplna, Inżynieria Powierzchni, nr 91÷96 (1988), 23÷28.
• [7] Mirkin L. I.: Sprawocznik po rentgenostrukturnomu analizu polikristallov. Moskva 1961
• [8] Młynarczak A.: Rola węgla zawartego w stali w procesie wytwarzania na jej powierzchni tytanowej warstwy dyfuzyjnej metodą proszkową. Metaloznawstwo i Obróbka Cieplna 34 (1978) 29÷36.
• [9] Młynarczak A.:O tworzeniu się dyfuzyjnej powłoki węglików typu MeC na stopach żelaza z węglem przy temperaturze niższej od Ac1. Materiały II Międzynarodowej Konferencji Węgliki, borki, azotki w stalach. Politechnika Poznańska, Poznań 1981, 309÷320.
• [10] Młynarczak A.:Dyfuzja w układach TiC-Cr, TiC-Fe, TiC-Ni. Materiały III Międzynarodowej Konferencji Węgliki, azotki, borki, Poznań÷Kołobrzeg 1984, 258÷266.
• [11] Młynarczak A., Jastrzębowski K.: „Badania podstawowe i optymalizacja procesów wytwarzania powłok dyfuzyjnych na stopach żelaza”. Materiały Seminarium problemów międzyresortowych MR I 21 i MR I 22, Wisła 1984, 65÷72.
• [12] Młynarczak A., Jastrzębowski K.: Bildung und Wachstum von vanadiumkarbidschichten beim Vanadieren von Werkzeugstahlen. Neue Huette, Heft 7, Juli 1980, 259÷263
• [13] Młynarczak A., Jastrzębowski K.: Model zarodkowania i wzrostu wanadowanej warstwy dyfuzyjnej węglikowej wytworzonej na wybranych stalach narzędziowych metodą proszkową. Materiały I Międzynarodowej Konferencji Węgliki – Borki - Azotki w stalach, Politechnika Poznańska 1978, l67÷186.
• [14] Samsonov G. V., Stasovskaya V. V.: O svyazi mikrotverdosti i mikrokhrupkosti tugopłavkikh soedineniy s ikh elektronnym stroeniyem. Poroshkovaya metallurgiya 1966, nr 12, 95÷99.
• [15] Shumukin A.W., Vasilenko G.J., Shushkin S.A.: Vliyanie rezhima titanirowaniya staley na formirowaniye diffuzionnykh słoyev. Zashtchitnye pokrytiya na metallakh” Vyp. 19, Kiev 1985, 24÷26.
• [16] Tacikowski J.: Wpływ zawartości węgla w stali i w żelazochromie na budowę warstw węglikowych. Metaloznawstwo i obróbka cieplna nr 9 (1974), 2÷8.