Metody zapobiegania utlenianiu wewnętrznemu przy zastosowaniu dostępnych atmosfer

• Autorzy: Türling M. G. , Kula-Borsuk A. , Tomalska J.

Warianty tytułu

EN

Preventing internal oxidation using the available atmospheres

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono użycie zmiennej atmosfery gazowej N2/Metanol (CH3OH) jako zapobieganie utlenianiu wewnętrznemu w czasie obróbki cieplnej. Ten rodzaj niszczenia materiału jest często spotykany podczas obróbki elementów w bardzo wysokiej temperaturze i jest bardzo niebezpieczny ze względu na obniżenie własności zmęczeniowych oraz mechanicznych materiału. Doprowadza również do wzrostu kosztów ze względu na dodatkowe szlifowanie. Dodatkowo omówiono i porównano dwie podstawowe atmosfery generatorowe ochronne stosowane w piecach do obróbki: egzotermiczną i endotermiczną ze zmienną atmosferą gazową („in situ”), mając na uwadze takie czynniki jak: inwestycja, eksploatacja, jakość, elastyczność, bilans ekonomiczny oraz ekologia. Badania własne określające poziom utleniania wewnętrznego, twardość warstwy przypowierzchniowej zostały przeprowadzone na próbkach ze stali konstrukcyjnej stopowej do nawęglania 18CrNiMo7-6. Próbki poddano obróbce cieplnej polegającej na nawęglaniu w atmosferze ochronnej bez możliwości zmiany poszczególnych składników (tradycyjna) oraz w atmosferze ze zmiennymi stężeniami poszczególnych składników (zmodyfikowana). Wyniki symulacji zestawiono w postaci wykresów, a do oceny utleniania wewnętrznego posłużyła metoda mikroskopowa. Dodatkowo porównano czas przebiegu obu obróbek cieplnych, który istotnie wpływa na bilans ekonomiczny całego procesu. Jako rzeczywisty przykład zastosowania zmiennej atmosfery gazowej podano mikrostrukturę po wyżarzaniu jasnym z widoczną strefą nawęglania. Elementem pięciokrotnie poddanym obróbce cieplnej w temperaturze 870°C była wielkogabarytowa rura o długości 12 m ze stali 34MNB5.

EN

The article describes the use of a manually regulated nitrogen/ methanol system (CH3OH) as a protection against internal oxidation during the heat treatment. This type of material damaging occurs frequently when components are treated at very high temperatures. As a reaction reducing fatigue and mechanical properties of materials, oxidation is a particularly dangerous process. Furthermore, due to the need for additional grinding, it involves higher costs. The articles discusses and compares the two basic atmospheres generated in heat-treatment furnaces: exothermic and endothermic with a manually regulated gas system (produced in-situ). The authors take into consideration such factors as the investment cost, maintenance, quality, flexibility, cost balance, and environment. Tests to establish the levels of internal oxidation and hardness of the superficial layers were conducted utilising samples of 18CrNiMo7-6 alloy structural steel for carburising. The samples were heat treated through carburisation in a protective atmosphere without altering its composition (traditional system) and in an atmosphere with varied concentrations of the individual components (modified system). Simulation results are presented in charts. The evaluation of internal oxidation was carried out using a microscope. In addition, the times required for both heat treatments were compared, as they exert significant influence on the cost balance of the process. An example of the manually regulated atmosphere application was provided, demonstrating the microstructure of a material used in bright annealing with visible carburised surfaces. A 12-metre long pipe made of 34MNB5 steel was heat treated five times at the temperature of 870°C.

Słowa kluczowe

PL

utlenianie wewnętrzne; zapobieganie; zmienna atmosfera gazowa N2/Metanol (CH3OH); obróbka cieplna

• Wydawca: AXIS MEDIA s.c.
• Czasopismo: Piece Przemysłowe & Kotły
• Rocznik: 2012
• Tom: 9-10
• Strony: 27--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys.

Twórcy

autor

Türling M. G.

autor

Kula-Borsuk A.

autor

Tomalska J.

Bibliografia

• [1] Dobrzański L.A.: Kształtowanie struktury i własności powierzchni materiałów inżynierskich i biomedycznych, Wyd. International OCSCO World Press, Gliwice 2009.
• [2] Seco/Warwick: How to Achieve the Best Performance and Longest Life from Your Gas Generator, Furnace Controls & Sensors 2006 Conference, May 9-10, 2006
• [3] Kula P. : Inżynieria warstwy wierzchniej, wyd Politechniki Łodzkiej