PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Gas boriding of Nimonic 80A alloy

Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Borowanie gazowe stopu Nimonic 80A w atmosferze N2–H2–BCl3
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The excellent resistance of Ni-based alloys to corrosion and oxidation has led them being used wherever corrosive media or high temperature are to be expected. However, if Ni-based alloys have to be applied under conditions of appreciable mechanical wear (adhesive or abrasive), these materials require suitable wear protection. Gas boriding in N2–H2–BCl3 atmosphere was proposed to formation of boride layers on Nimonic 80A alloy. This process was carried out at 920°C (1193 K) for 3 hours. The carrier gas consisted of 75 vol. % N2 and 25 vol. % H2. The gases of high purity were used (nitrogen 6.0 and hydrogen 6.0). BCl3 addition was equal to about 1.3 vol. % in relation to the entire atmosphere used (N2–H2–BCl3). The microstructure and some properties of produced layer were studied. Proposed gas boriding accelerated the diffusion of boron into the surface in comparison with other acceptable diffusion methods. The comparable thickness of boride layer was obtained after considerably shorter duration. The significant improvement of hardness was observed as a consequence of gas boriding.
PL
Bardzo dobra odporność stopów niklu na korozję i utlenianie pozwala stosować je tam, gdzie występuje agresywne środowisko lub wysoka temperatura. Jednak stosowanie tych stopów w warunkach znacznego zużycia mechanicznego (adhezyjnego lub ściernego) wymaga odpowiedniego zabezpieczenia. Zaproponowano borowanie gazowe w atmosferze N2–H2–BCl3 do wytworzenia warstwy borków na stopie Nimonic 80A. Proces prowadzono w temperaturze 920°C (1193 K) przez 3 godziny. Gaz nośny zawierał 75% N2 i 25% H2. Stosowano gazy o dużej czystości (azot 6.0 i wodór 6.0). Dodatek BCl3 wynosił około 1,3% w odniesieniu do całej stosowanej atmosfery (N2–H2–BCl3). Podczas pierwszego etapu procesu do atmosfery N2–H2 dodawano BCl3. Badano mikrostrukturę i niektóre właściwości warstwy borowanej. Proponowane borowanie gazowe powodowało przyspieszenie dyfuzji boru do powierzchni w porównaniu z innymi metodami dyfuzyjnymi. Otrzymano porównywalną grubość warstwy borków po znacznie krótszym czasie trwania procesu. Mikroanaliza rentgenowska wykazała zwiększone stężenie boru w warstwie. Zaobserwowano znaczne zwiększenie twardości w wyniku gazowego borowania.
Rocznik
Strony
124--128
Opis fizyczny
Bibliogr. 43 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
  • Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska
autor
  • Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska
autor
  • Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska
Bibliografia
  • [1] Lou D. C., Solberg J. K., Akselsen O. M., Dahl N.: Microstructure and property investigation of paste boronized pure nickel and Nimonic 90 superalloy. Mater. Chem. Phys. 115 (2009) 239÷244.
  • [2] Majumdar J. D., Manna I.: Laser-surface alloying of nimonic 80 with silicon and aluminium and its oxidation behavior. Mettall. Mater. Trans. A 43A (2012) 3786÷3796.
  • [3] Lou D. C, Akselsen O. M, Solberg J. K., Onsoien M. I., Berget J., Dahl N.: Silicon-boronising of Nimonic 90 superalloy. Surf. Coat. Technol. 200 (2006) 3582÷3589.
  • [4] Makuch N., Kulka M., Dziarski P.: Gas boriding of Inconel 600 alloy. Inżynieria Materiałowa 6 (2013) 245÷248.
  • [5] Aw P. K., Batchelor A. W., Loh N. L.: Structure and tribological properties of plasma nitride surface films on Inconel 718. Surf. Coat. Technol. 89 (1997) 70÷76.
  • [6] Borowski T., Brojanowska A., Kost M., Garbacz H., Wierzchoń T.: Modifying the properties of the Inconel 625 nickel alloy by glow discharge assisted nitriding. Vacuum 83 (12) (2009) 1489÷1493.
  • [7] Sudha C., Anand R., Thomas Paul V., Saroja S., Vijayalakshmi M.: Nitriding kinetics of Inconel 600. Surf. Coat. Technol. 226 (2013) 92÷99.
  • [8] Kula P., Pietrasik R., Dybowski K.: Vacuum carburizing-process optimization. J. Mater. Process. Technol. 164-165 (2005) 876÷881.
  • [9] Kula P., Pietrasik R., Dybowski K., Paweta S., Wołowiec E.: Properties of surface layers processed by a new, high-temperature vacuum carburizing technology with prenitriding – PreNitLPC. Adv. Mater. Res. 452-453 (2012) 401÷406.
  • [10] Kula P., Wołowiec E., Pietrasik R., Dybowski K., Januszewicz B.: Non-steady state approach to the vacuum nitriding for tools. Vacuum 88 (1) (2013) 1÷7.
  • [11] Małdziński L.: Controlled nitriding using a ZeroFlow process. Heat Treating Progress 7 (2007) 53÷55.
  • [12] Pertek A.: The structure formation and the properties of boronized layers obtained in gaseous boriding process. Dissertation No. 365. Publishing house of Poznan University of Technology, Poznan (2001).
  • [13] Mu D., Shen B., Yang C., Zhao X.: Microstructure analysis of boronized pure nickel using boronizing powders with SiC as diluent. Vacuum 83 (2009) 1481÷1484.
  • [14] Sun Y.: Kinetics of layer growth during plasma nitriding of nickel based alloy Inconel 600. J. Alloy Compd. 351 (2003) 241÷247.
  • [15] Ozbek I., Akbulut H., Zeytin S., Bindal C., Hikmet Ucisik A.: The characterization of borided 99.5% purity nickel. Surf. Coat. Technol. 126 (2000) 166÷170.
  • [16] Muhammad W., Hussain K., Tauqir A., Ul Haq A., Khan A. Q.: Evaluation of Halide-Activated Pack Boriding of INCONEL 722. Metall. Mater. Trans. A 30A (1999) 670÷675.
  • [17] Anthymidis K. G., Zinoviadis P., Roussos D., Tsipas D. N.: Boriding of nickel in a fluidized bed reactor. Mater. Res. Bull. 37 (2002) 515÷522.
  • [18] Ueda N., Mizukoshi T., Demizu K., Sone T., Ikenaga A., Kawamoto M.: Boriding of nickel by the powder-pack method. Surf. Coat. Technol. 126 (2000) 25÷30.
  • [19] Petrova R. S., Suwattananont N., Samardzic V.: The effect of boronizing on metallic alloys for automotive applications. J. Mater. Eng. Perform. 17 (3) (2008) 340÷345.
  • [20] Torun O., Çelikyürek I.: Boriding of diffusion bonded joints of pure nickel to commercially pure titanium. Mater. Design 30 (2009) 1830÷1834.
  • [21] Aytekin H., Akcin Y.: Characterization of borided Incoloy 825 alloy. Mater. Design 50 (2013) 515÷521.
  • [22] Kulka M., Makuch N., Popławski M.: Two-stage gas boriding of Nisil in N2–H2–BCl3 atmosphere. Surf. Coat. Technol. 244 (2014) 78÷86.
  • [23] Graf von Matuschka A.: Borieren. Carl Hanser Verlag, München, Wien (1977).
  • [24] Wierzchoń T.: The role of glow discharge in the formation of a boride layer on steel in the plasma boriding process. [In:] Boenig H. V., editor. Advances in low-temperature plasma chemistry, technology, applications, vol. 2. Lancaster-Besel: Technomic Publishing Co. Inc. (1988) 79÷88.
  • [25] Venkataraman B., Sundararajan G.: The high speed sliding wear behavior of boronized medium carbon steel. Surf. Coat. Technol. 73 (1995) 177÷184.
  • [26] Hunger H. J., Trute G.: Boronizing to produce wear-resistant surface layers. Heat Treat. Met. 21 (2) (1994) 31÷39.
  • [27] Xu C. H., Xi J. K., Gao W.: Improving the mechanical properties of boronized layers by superplastic boronizing. J. Mater. Process. Technol. 65 (1997) 94÷98.
  • [28] Pertek A.: Gas boriding condition for the iron borides layers formation. Mater. Sci. Forum 163-165 (1994) 323÷328.
  • [29] Liliental W., Tacikowski J.: Einfluss der Wärmebehandlung auf die Sprödigkeit von Boridschichten auf Stählen. Härterei Tech. Mitt. 35 (1980) 251÷256.
  • [30] Yan P. X., Su Y. C.: Metal surface modification by B-C-nitriding in a twotemperature- stage process. Mater. Chem. Phys. 39 (1995) 304÷308.
  • [31] Wierzchoń T., Bieliński P., Sikorski K.: Formation and properties of multicomponent and composite borided layers on steel. Surf. Coat. Technol. 73 (1995) 121÷124.
  • [32] Toroghinezhad M. R., Salehi M., Ashrafizadeh F.: The effect of precarburizing treatment on morphology of the boride layer. Mater. Manuf. Process. 12 (1) (1997) 117÷123.
  • [33] Pertek A., Kulka M.: Microstructure and properties of composite (B+C) diffusion layers on low-carbon steel. J. Mater. Sci. 38 (2003) 269÷273.
  • [34] Pertek A., Kulka M.: Two-step treatment carburizing followed by boriding on medium-carbon steel. Surf. Coat. Technol. 173 (2003) 309÷314.
  • [35] Kulka M., Pertek A.: The importance of carbon content beneath iron borides after boriding of chromium and nickel-based low carbon steel. Appl. Surf. Sci. 214 (2003) 161÷171.
  • [36] Kulka M., Pertek A.: Gradient formation of boride layers by borocarburizing. Appl. Surf. Sci. 254 (2008) 5281÷5290.
  • [37] Kulka M., Pertek A., Makuch N.: The importance of carbon concentration– depth profile beneath iron borides for low-cycle fatigue strength. Mat. Sci. Eng. A 528 (2011) 8641÷8650.
  • [38] Gopalakrishnan P., Shankar P., Subba Rao R. V., Sundar M., Ramakrishnan S. S.: Laser surface modification of low carbon borided steels. Scr. Mater. 44 (2001) 707÷712.
  • [39] Kulka M., Pertek A.: Microstructure and properties of borided 41Cr4 steel after laser surface modification with remelting. Appl. Surf. Sci. 214 (2003) 278÷288.
  • [40] Kulka M., Pertek A.: Laser surface modification of carburized and borocarburized 15CrNi6 steel. Mater. Charact. 58/5 (2007) 461÷470.
  • [41] Kulka M., Makuch N., Pertek A., Piasecki A.: Microstructure and properties of borocarburized and laser-modified 17CrNi6-6 steel. Opt. Laser Technol. 44 (2012) 872÷881.
  • [42] Molian P. A., Rajasekhara H. S.: Laser glazing of boronized iron and tool steels. Surf. Eng. 2 (4) (1986) 269.
  • [43] Sista V., Kahvecioglu O., Kartal G., Zeng Q. Z., Kim J. H., Eryilmaz O. L., Erdemir A.: Evaluation of electrochemical boriding of Inconel 600. Surf. Coat. Technol. 215 (2013) 452÷459.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-cb2156f8-eb15-43f1-9d9f-31e3168ac812
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.