BazTech - Yadda

1

Influence of nitriding and laser remelting on properties of austenitic stainless steel type X10CrNi18-8 and cavitation erosion resistance

Sitko A., Szkodo M., Kucharski S.

Advances in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, nr 2(48)

21--31

EN

The paper presents properties of surface layers. Surface layers were obtained by using low temperature glow–discharge nitriding process and laser remelting carried out on austenitic stainless steel type X10CrNi18-8. Investigations were done by using an Ultra Nanoindentation Tester (UNHT) in the Warsaw Institute of Fundamental Technological Research. The influence of the above mentioned treatments on obtained surface layers is shown. The values of the Vickers hardness (HV), the irreversible indentation work (Wir), the reversible work (We) and the maximum depth (hmax) during indentation were determined using the method proposed by Oliver and Pharr [1]. On the basis of mechanical properties, the elasticity (Ie) and ductility (Iir) indexes were calculated. Moreover, microstructure cross-section of the austenitic stainless steel after nitriding process and laser remelting was observed using a scanning electron microscope. Cavitation test was performed at a vibratory rig with stationary specimen. On the basis of erosion curves the cavitation resistance was evaluated.

2

Wpływ regulowanego azotowania gazowego na trwałość eksploatacyjną przewodu luf broni strzeleckiej

Łataś Z., Michalski J., Talikowski J., Betiuk M., Wach P., Senatorski J., Burdyński K.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2013

|

Vol. 4, Nr 4 (14)

53-65.

PL

Lufy broni strzeleckiej w większości są produkowane z niskostopowych stali konstrukcyjnych, podobnych do stali 30HN2MFA. Celem badawczym było poszukiwanie nowych technologii typu multiplex m.in. cieplno-chemicznych, połączonych z głębokim wymrażaniem, które mogą zagwarantować trwałość finalną lufy przy mniejszej uciążliwości technologii dla środowiska naturalnego. Jedną z takich metod jest ulepszanie cieplne lufy, połączone w zamkniętym cyklu technologicznym z głębokim wymrażaniem, a następnie poddanie jej regulowanemu azotowaniu gazowemu. Omówiono wyniki badań procesów regulowanego azotowania gazowego konstrukcyjnej stali stopowej gatunku 38HMJ, używanej na części maszyn, narażone w eksploatacji na korozję, zużycie przez tarcie i zmęczenie oraz udary cieplne, przewidzianej do zastąpienia obecnie stosowanej stali lufowej 30HN2MFA. Procesy azotowania prowadzono w zakresie temperatury: 520-560°C i w czasie 4-6 h, w atmosferze NH3-N2 bądź NH3-NH3zdys z regulowaniem ich składu i potencjału azotowego w okresie nagrzewania i w temperaturze procesu. Podano przykłady i omówiono wpływ rozwiązań procesu umożliwiające wytwarzanie warstw azotowanych na stali 38HMJ z warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczone do narażeń korozyjnych i tribologicznych oraz z ograniczoną warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczone do narażeń zmęczeniowych.

EN

The project research - development, implemented in a consortium: Institute of Precision Mechanics (Warsaw, Poland), Military University of Technology (Warsaw, Poland) and Small Arms Factory (Radom, Poland), studies were undertaken of the possibility and desirability of replacing the electrolytic chromium plating technology used in the production of small arms barrels of 5.56 mm. So far, the barrel of small arms calibre 5.56 mm, and the like are mostly produced from low-alloy structural steels, similar to that used for the purpose of domestic steel 30HN2MFA. The aim was to search for new technologies such as multiplex thermo-chemical properties, combined with the deep freeze, which can ensure the sustainability of the final gun with less onerous technologies for the environment. One such method is the quenching barrel, connected in a closed technological cycle of the deep freeze and then subjected to nitriding gas industries regulated. The results of investigations of processes controlled gas nitriding grade alloy steel construction 38HMJ, used for machine parts, exposed in operation to corrosion, friction wear and fatigue and thermal shock, provided to replace the currently used barrel steel 30HN2MFA. Nitriding process was carried out in the temperature range 520-560°C and at times 4-6 h, in an atmosphere of N2 or NH3-NH3zdys with the settlement of their composition and potential for nitrogen during the heating process and temperature. Provides examples and discusses the impact of process solutions for the production of nitrided layers on 38HMJ iron nitride layer at the surface, designed for corrosive and tribological exposure and limited iron nitride layer at the surface, intended for exposures of fatigues. For both types of nitrided layers determined resistance to frictional wear and impact resistance. Phenomena, brittleness and cracks bombardment nitrided layers after 10 000 rounds.

3

Azotowanie regulowane luf broni strzeleckiej

Łataś Z., Michalski J., Tacikowski J., Betiuk M.

Inżynieria Powierzchni

|

2013

|

nr 2

26--33

PL

W ramach projektu badawczo-rozwojowego, realizowanego w konsorcjum Instytut Mechaniki Precyzyjnej (IMP), Wojskowa Akademia Techniczna (WAT) i Fabryka broni (FB), podjęto badania dotyczące możliwości i celowości zastąpienia dotychczas stosowanej technologii chromowania elektrolitycznego w produkcji luf broni strzeleckiej kalibru 5,56 mm. Omówiono wyniki badań procesów regulowanego azotowania gazowego konstrukcyjnej stali stopowej gatunku 38HMJ, używanej na części maszyn, narażonej w eksploatacji na korozję, zużycie przez tarcie i zmęczenie oraz udary cieplne, przewidzianej do zastąpienia obecnie stosowanej stali lufowej 30HN2MFA. Procesy azotowania prowadzono w zakresie temperatur 520 - 560oC i w czasach 4 - 6 h, w atmosferze NH3–N2 bądź NH3–NH3zdys. z regulowaniem ich składu i potencjału azoto¬wego w okresie nagrzewania i w temperaturze procesu. Podano przykłady i omówiono wpływ rozwiązań procesu umożliwiającego wytwarzanie warstw azotowanych na stali 38HMJ z warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczoną do narażeń korozyjnych i tribologicznych oraz z ograniczoną warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczoną do narażeń zmęczeniowych. Dla obu typów warstw azotowanych określono odporność na zużycie przez tarcie i udarność.

EN

Studies have been undertaken on the possibility and desirability of replacing the electrolytic chromium plating technology used in the production of small arms barrels of 5.56 mm. The researches have been performed within the research and development project, implemented in a consortium Instytut Mechaniki Precyzyjnej (IMP), Wojskowa Akademia Techniczna (WAT) and Fabryka Broni (FB). The results of investigations of processes controlled gaseous nitriding of 38HMJ grade alloy construction steel used for machine parts, exposed in operation to corrosion, friction wear, fatigue and thermal shock provided to replace the currently used arms barrel 30HN2MFA steel have been discussed. Nitriding process was carried out in the temperature range 520 - 560°C and at times 4 - 6 h, in an atmosphere of NH3 – N2 or NH3–NH3zdys. with the settlement of their composition and potential for nitrogen during the heating process and in process temperature. Examples are given and discussion is provided on the impact of process solutions for the production of nitrided layers on 38HMJ steel with iron nitride layers at the surface, which have been designed for exposure corrosive and tribological conditions and the ones with limited iron nitride layer at the surface, intended for exposures of fatigues. For both types of nitrided layers resistance to frictional wear and impact resistance have been determined.

4

Korozja tworzyw metalicznych i ochrona przed korozją ze szczególnym uwzględnieniem cynkowania zanurzeniowego (ogniowego) żeliwa

Stanuch I.

Ochrona przed Korozją

|

2012

|

nr 10

442-448

PL

Z uwagi na wielość i różnorodność zagadnień dotyczących pojęcia korozji istnieje wiele aspektów klasyfikacji tego zjawiska w odniesieniu do przyjętego kryterium. Celem artykułu jest próba usystematyzowania tej złożonej tematyki w spójną całość. Wyeksponowano również aspekt cynkowania zanurzeniowego (ogniowego) żeliwa ciągliwego białego i sferoidalnego oraz kinetykę wzrostu warstwy dyfuzyjnej.

EN

Due to the number and variety of queslions relating to ihe notion of corrosion, many aspects arę taken into consideration when attempting to classijy ihis phenomenon based on a given criterion. The paper attempts to systematise the complex concept of corrosion into a coherenl whole. The aspect of hot-dip galvaizing of white and spheroidal malleable cast iron is presented and tlie kinetics of the growth of the diffusion layer are also shown.

5

Ocena właściwości tribologicznych warstw dyfuzyjnych znormalizowaną metodą akredytowaną przez PCA

Senatorski J., Kasprzycka E., Bogdański B.

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 2

48-54

PL

Znormalizowane i opracowane w IMP procedury badań właściwości tribologicznych m.in. węglikowych warstw dyfuzyjnych, uzyskały akredytację w PCA. Wg tych procedur prowadzono szereg badań, m.in. badań właściwości tribologicznych warstw dyfuzyjnych wytwarzanych w IMP. W tym zakresie zbadano m.in. odporność na zużycie przez tarcie warstw duplex typu CrC+(Ni-Mo) oraz TiC+(Ni-Mo), wytwarzanych odpowiednio, w procesach chromowania i tytanowania próżniowego, na powierzchni stali narzędziowej pokrytej elektrolitycznym stopem niklu Ni-Mo. Niniejsze opracowanie stanowi relację z przeprowadzonych badań właściwości tribologicznych tych warstw.

EN

Standardized and IMP elaborated procedures for investigations of tribological properties of among others car-bide layers have been accredited in PCA. According these procedures series of investigations have been conducted, like tribological and other properties of IMP produced diffusion layers. Among others in this range of investigations examinations of wear resistance by friction of duplex layers of the CrC+(Ni-Mo) and TiC+(Ni+Mo) types have been done. These layers have been suitably produced in vacuum chromizing or titanizing processes on tool steel surface coated with electrolytic nickel Ni-Mo alloy. Report of tribological properties of such layers is presented.

6

Azotowanie gazowe stali stopowych z i bez przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza

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

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1100-1103

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.

7

Technologia i urządzenia do wytwarzania twardych dyfuzyjnych warstw wfglikowych na narzędziach i częściach maszyn

Mlynarczak A.

Inżynieria Powierzchni

|

2007

|

nr 3

30-37

PL

W pracy przedstawiono prostą i tanią technologię wytwarzania twardych dyfuzyjnych warstw węglikowych na stalach metodą proszkową. Proces wytwarzania przebiega w temperaturze 1000°C w czasie 6h w piecu z otwartą retortą w mieszaninie proszkowej. Mieszanina składa się z: 60% części metalicznej w postaci żelazostopu lub mieszaniny żelazostopów metali węglikotwórczych, z 39,5% kaolinu i z 0,5% chlorku amonu. W zależności od składu części metalicznej mieszaniny uzyskuje się warstwy węglikowe silnie związane z podłożem stalowym o różnorodnych właściwościach potencjalnych i eksploatacyjnych. Warstwy węglikowe są stosowane na narzędzia i części maszyn narażone podczas eksploatacji na zużycie przez tarcie.

EN

This paper presents simple and cheap technology of production of hard carbide diffusion layers on steels with powder method. The main process proceeds in powder mixture in furnace with open retort at the temperature of 1000 °C during 6 hour. The powder consists in 60% of ferroalloy or ferroalloy metallic mixture to create carbides, in 39,5 % of kaolin and in 0,5% of ammonium chloride. Carbides layers, which are strongly connected to steel bed are obtained and depending on composition of metallic mixture they have various potential and exploitation proprieties. The carbides layers are created on tools and on machine elements, which are endanger on abrasive wear during exploitation.

8

Simulation of the tensile behaviour of two-phase titanium alloy with diffusion hardened layer

Ziaja W.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 3(13)

131-136

EN

Because of the poor tribological properties titanium alloys are often surface treated in order to improve their load bearing capacity and wear resistance. Various surface engineering techniques are applied to produce hard single or multilayered coatings, composed of various intermetallic phases, e.g. TiN, Ti2N, Ti(C,N), TiAl and others. During thermochemical treatment hardened diffusion layer can also be formed. It acts as a support for the coating that possesses significantly higher stiffness and strength properties than substrate material, and can improve durability of the elements due to reduction of localized plastic deformation of the substrate in case of stress eoncentration resulting from elastic coating cracking. In the paper results of the computational analysis of tensile tests of two-phase titanium alloy were summarized, both with and without diffusion layer. Influence of the volume fraction of a and /3 phases, their strength properties, depth and strength of the diffusion layer on plastic deformation behaviour of the alloy was determined.

9

Controlled gas nitriding of 40HM and 38HMJ steel grades with the formation of nitrided cases with and without the surface compound layer, composed of iron nitrides

Michalski J., Tacikowski J., Wach P., Ratajski J.

Problemy Eksploatacji

|

2006

|

nr 2

43-52

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. Examples are given of the process design enabling the formation of nitrided cases on alloyed steels with an iron nitride compound layer at the surface, designated for fatigue applications and as substrate for duplex processes.

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 temperatur: 470-580°C i czasów 4-28 h, w atmosferach z NH3 bądź z NH3 - NH3zdys. 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 narażeń korozyjnych i bez warstwy azotków żelaza, przeznaczone do narażeń zmęczeniowych i procesów podwójnych typu duplex.

10

Badania nieniszczące warstw azotowanych na stalach narzędziowych za pomocą przyrządów Wirotest

Pachutko B., Małdziński L.

Inżynieria Powierzchni

|

2006

|

nr 2

40-46

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.

11

Warstwy na żeliwie niklowo-miedziowo-chromowym wytwarzane w kąpieli AL-SI

Rzadkosz S., Lepka E.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 18/1

363--368

PL

W referacie omówiono wyniki badań połączenia dyfuzyjnego między żeliwem austenitycznym typu Niresist a siluminem. Połączenie wytwarzano w kąpieli Al-Si. Przeprowadzono badania mikrostruktury połączenia, składu chemicznego i fazowego poszczególnych warstw oraz kinetykę ich wzrostu w różnych temperaturach.

EN

In the paper results of diffusion bonding between cast iron Ni-Resist and silumin have been introduced. Junction was made in the Al-Si bath. Investigations of microstructure of diffusion bonding, chemical analysis and phase composition of individual layers and kinetic growth in different temperatures were conducted.

12

Wpływ struktury na skutki azotowania gazowego stali NC11LV.

Berkowski L., Borowski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

227-229

PL

Stal NC11LV obrabiano cieplnie celem uzyskania struktury zawierającej odpowiedni skład fazowy: węgliki z martenzytyczną lub austenityczną osnową. Próbki azotowano gazowo, stosując zmienne parametry, czas i temperaturę przy założonym potencjale azotowym. Analizowano profile twardości warstwy azotu i skład fazowy warstwy dyfuzyjnej. Oceniano własności użytkowe warstwy (odporność na ścieranie). Badania wykazały, że skutki azotowania gazowego zależą od stanu strukturalnego osnowy i warunków procesu, a odporność na zużycie, także od zastosowanej metody badania.

EN

After hardening NC11LV steel (from low and high austenitizing temperature) we can obtain the structure with very differentiate phase composition: carbides with martensitic and austenitic matrix. Samples were gas nitrided at the different parameters of the process (temperature and time) but nitriding potential was fixed. The hardness, phase composition of the diffusion layer and abrasive resistance were examined. The research prove that the results of the gas nitriding depend on the structural state of matrix and the conditions of the process but the abrasion resistance depends also on the experimental method.

13

Wpływ procesu azotowania jarzeniowego na strukturę warstwy dyfuzyjnej w stopie Ti6Al2Mo3Cr.

Jeleńkowski J., Gołębiewski M., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

327-329

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań metalograficznych i rentgenograficznych warstwy dyfuzyjnej znajdującej się pod warstwą azotków TiN i Ti2N otrzymanych metodą azotowania jarzeniowego stopu Ti6Al2Mo3Cr. Obserwacje metalograficzne wykazały, że już po pół godzinnym azotowaniu w temperaturze 940 stopni Celsjusza, gdy rdzeń próbki miał budowę fazy B, pod warstewką azotków była obecna strefa o strukturze dwufazowej - alfa+beta, zwiększająca swoją grubość z czasem trwania procesu. Azotowanie jarzeniowe w warunkach cyklicznych zmian temperatury przyspieszało zarówno wzrost grubości warstewki azotków, jak i grubość warstwy dyfuzyjnej. Ulegała też zmianie morfologia ziaren fazy, w których zmniejszał się stosunek długości ziarna do jego grubości. W badaniach rentgenograficznych struktury podłoża ujawniono istnienie dwóch rodzajów roztworów stałych na osnowie sieci tytanu i dwóch rodzajów roztworów stałych na osnowie sieci tytanu beta.

EN

The paper presents the results of metallographic and X-ray examinations of the micro- and substructure of the diffusion layer that underlies the TiN+Ti2N layer produced by the glow discharge assisted nitriding of the Ti62Mo3Cr alloy. The metallographic examinations show that as early as after half an hour of nitriding at temperature of 940 degrees centigrade, when the core of the sample has the beta phase structure, a two-phase zone alpha+beta with its thickness increasing with increasing process temperature can be observed underneath the nitride layer. The presence of the glow discharge assisting the nitriding process accelerated the thickening of both the nitride zone and the diffusion layer. The morphology of the phase grains also changed, in that the grain length-to thickness ratio decreases. The X-ray examinations revealed two kinds of solid solution with the titanium matrix and two kinds of solid solutions with the beta titanium matrix present in the substrate structure.

14

Laserowa obróbka cieplna boronawęglanej stali 15HN.

Pertek A., Kulka M., Marcinkowski R.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

573-576

PL

Zbadano efekty laserowej obróbki cieplnej (LOC) boronawęglanej stali 15HN na podstawie analizy zmian mikrostruktury i rozkładów mikrotwardości na przekroju warstwy dyfuzyjnej. Stosowano parametry LOC (moc lasera P i prędkość skanowania wiązki v1) nie powodujące przetopienia warstwy wierzchniej. Otrzymane wyniki badań porównano z właściwościami tych warstw po objętościowym hartowaniu i niskim odpuszczaniu oraz z właściwościami warstw borowanych poddanych różnorodnej obróbce cieplnej. Po boronawęglaniu i LOC stali 15HN otrzymano strukturę składającą się ze strefy borków żelaza o mikrotwardości 1400-1850 HV, warstwy nawęglonej objętej wpływem ciepła o strukturze martenzytycznej i mikrotwardości ok. 850-950 HV oraz warstwy nawęglonej nie poddanej obróbce cieplnej o zmiennej strukturze (od perlitycznej do ferrytyczno-perlitycznej) i zmiennej mikrotwardości (od 400 do 200 HV). Uzyskane profile mikrotwardości wykazują łagodny spadek twardości od warstwy borków żelaza do rdzenia.

EN

In this paper the influence of laser heat treatment after borocarburizing of 15HN steel on the microstructure and microhardness profiles has been studied. The applied laser heat treatment parameters (power of laser P and scanning rate v1) didn't caused melting of diffusion layer. A comparison has been presented conventional of laser heat treated and conventional hardened borocarburized and borided layers. After borocarburizing and laser heat treatment the microstructure with iron borides at the surface (1400-1850 HV), with martensite in heat affected zone (850-950 HV) and with pearlite or pearlite and ferrite in carburized layer without heat treatment (400-200 HV) has been observed. Profitable influence of laser heat treatment on the microhardness gradient of diffusion layers was found in comparison with conventional hardened and tempered borided and borocarburized layers.

15

Metoda regulowanego azotowania gazowego "Nitreg"

Różycki R., Smolik J.

Problemy Eksploatacji

|

1999

|

nr 4

155-166

PL

W artykule przedstawiono metodę regulowanego azotowania gazowego „Nitreg". Opisano konstrukcję i zasadę działania urządzenia technologicznego typu NX-811, wykorzystującego zasadę kontroli potencjału azotowego według metody „Nitreg". Przedstawione zostały przykłady zastosowania azotowania gazowego „Nitreg" w celu ulepszenia warstwy wierzchniej detali ze stali narzędziowej stopowej do pracy na gorąco. Zamieszczone zostały wyniki badań metalograficznych, wykazujące różnice strukturalne warstw azotowanych w zależności od parametrów technologicznych procesu azotowania.

EN

Modern process control technology has allowed the transformation of gas nitriding into an efficient and predictable technology, successful in a wide variety of steels and applications. It is competitive with another clean technology of plasma nitriding, featuring fewer of the latter's limitations. It is very successful as a replacement for salt bath treatments. In the case of gas nitriding the only noxious effluent is gaseous ammonia which is routinely eliminated in recently developed neutralizing burners, or standard dissociators. There are no solid or liquid residues to be treated. Controlled gas nitriding is gaining a gradually growing acceptance in the manufacturing industry as a cost-effective, versatile and reliable method of enhancing the surface properties of steel parts and tools. The cost effectiveness relates to overall manufacturing costs, and in particular to a possible reduction in finishing costs of parts of more complex shape, due to negligible distortion and insignificant dimensional changes occurring during nitriding.

16

Wytwarzanie i właściwości warstw wieloskładnikowych na bazie niklu.

Rudnicki J., Wierzchoń T., Sikorski K., Mikoś M.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

282-284

PL

Perspektywicznym kierunkiem w rozwoju inżynierii powierzchni jest wytwarzanie warstw wieloskładnikowych m.in. przez kombinację różnych procesów obróbek powierzchniowych. Tak otrzymane warstwy skupiają w sobie odpowiednio dobrane wzajemnie uzupełniające się właściwości, co rozszerza zakres ich zastosowań. W pracy omówione są wyniki badań struktury i właściwości warstw wieloskładnikowych na bazie niklu na stopie tytanu Ti-1Al-1Mn wytworzonych przez połączenie metod chemicznego niklowania bezpradowego z obróbką cieplną w warunkach wyładowania jarzeniowego a także procesem natryskiwania plazmowego tlenków Al2O3 i ZrO2*Y2O3. Uzyskane w ten sposób warstwy mają charakter dyfuzyjny i dobre właściwości użytkowe.

EN

A prospective development line in surface engineering is the fabrication of multicomponent surface layers by, e.g. combining various processes of surface treatment. The layers thus obtained assemble various properties appropriately selected and complementary to one another, thanks to which their application range may be widened substantially. The paper presents the results of examinations of the structure and properties of nickel-based multicomponent layers formed on the Ti-1Al-1Mn titanium alloy by a combination of chemical electroless nitriding with a glow discharge-assisted heat treatment or with the plasma spraying of Al2O3 and ZrO2*Y2O3oxides. The layers thus obtained have a diffusion character and show good performance properties.

17

Warstwy dyfuzyjne złożone typu TiC-Ni-Mo wytwarzane na stali w procesie tytanowania próżniowego, połączonym z osadzaniem elektrolitycznym.

Kasprzycka E., Królikowski A.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

267-271

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących warstw węglikowych wytwarzanych na powierzchni stali w procesie tytanowania próżniowego. Opracowano nowy proces technologiczny polegający na łączeniu tytanowania próżniowego z elektrolitycznym osadzeniem stopu Ni-Mo, dla zwiększenia odporności korozyjnej wytwarzanych warstw węglikowych. Przeprowadzano badania dotyczące wpływu wstępnego osadzenia elektrolitycznego stopu Ni-Mo na powierzchni stali NC10, na strukturę i odporność korozyjną warstw węglikowych wytwarzanych w procesie tytanowania próżniowego. W wyniku badań otrzymano tytanowane warstwy złożone typu TiC-Ni-Mo na powierzchni stali NC10. Rentgenowska analiza strukturalna powierzchni tytanowych próbek ze stali NC10 pokrytych elektrolitycznie stopem Ni-Mo (70%Ni+30%Mo), wykazała obecność węglika tytanu TiC, NiTi, MoTi oraz ślady austenitu. Przedstawiono obraz mikroskopowy warstwy TiC-Ni-Mo na stali NC10 uzyskany za pomocą połączonych metod SEM+TEM oraz rozkłady pierwiastków w strefie dyfuzyjnej tej warstwy wyznaczone za pomocą EDS+TEM. Przedstawiono profile stężenia pierwiastków Ti, Ni, Mo, Cr i Fe w strefie dyfuzyjnej warstwy wyznaczone za pomocą mikroanalizatora rentgenowskiego oraz rozkład twardości w warstwie. Analiza strukturalna powierzchni tytanowych próbek ze stali NC10, bez powłoki elektrolitycznej, ujawniła obecność wyłącznie węglika tytanu TiC. Badania korozyjne przeprowadzono na próbkach z różnymi warstwami dyfuzyjnymi oraz na próbkach bez warstwy: (i) warstwy TiC-Ni-Mo na stali NC10, (ii) warstwy TiC na stali NC10, (iii) stal NC10 bez warstwy. Badania korozyjne próbek przeprowadzono w 0,1 M H2SO4, stosując metody: potencjodynamiczną oraz impedancji elektrochemicznej. Stwierdzono, że tytanowane próbki z warstwami TiC oraz TiC-Ni-Mo wykazują wyższą odporność na korozję niż próbki bez warstw. Próbki z warstwami tytanowanymi wykazywały samorzutną pasywację, przy czym stan pasywny utrzymywał się w szerokim zakresie potencjałów w odróżnieniu od próbek bez warstw, które szybko korodowały. Najwyższą odporność na korozję obserwowano dla próbek z warstwami złożonymi TiC-Ni-Mo, które wykazywały najniższą gęstość prądu w stanie pasywnym oraz najwyższą rezystancję przeniesienia ładunku. Otrzymane wyniki świadczą o tym, że wstępne osadzanie elektrolityczne stopu Ni-Mo na powierzchni stali zwiększa w sposób istotny odporność korozyjną warstw tytanowych wytwarzanych w procesie tytanowania próżniowego.

EN

Diffusion carbide layers produced on steel surface by means of vacuum titanizing process have been studied. A new technological process combining a vacuum titanizing with an electrolytic deposition of Ni-Mo alloy has been proposed to increase the corrosion resistance of carbide layers. The effect of preliminary electrolytic deposition of NiMo alloy on the NC10 steel surface on the titanized layer structure and its corrosion resistance has been investigated. As a result, diffusion complex layers of TiC-Ni-Mo type on the NC10 steel surface have been obtained. An X-ray structural analysis of titanized surfaces on the NC10 steel precovered with an electrolytic Ni-Mo alloy coating (70%Ni+30%Mo) revealed a presence of titanium carbide TiC, NiTi, MoTi and trace quantity of austenite. The image of the TiC-Ni-Mo complex layer on the NC10 steel surface obtained by means of joined SEM+TEM method and diagrams of elements distribution in the layer diffusion zone obtained by means of the joined EDS+TEM method are shown. Concentration depth profiles of Ti, Ni, Mo, Cr and Fe in the layer diffusion zone obtained by means of the X-ray microanalyses and microhardness of the layer are shown. An X-ray structural analysis of titanized surfaces on the NC10 steel, without Ni-Mo alloy layer, revealed only a substantial presence of titanium carbide TiC. For corrosion resistance tests the steel samples with various diffusion layers and without layers were used: (i) the TiC-Ni-Mo titanized complex layers on the NC10 steel, (ii) the TiC titanized carbide layers on the NC10 steel, (iii) the NC10 steel without layers. Corrosion measurements of samples under test have been performed in 0,1 M H2SO4 by means of potentiodynamic polarization and electrochemical impedance tests. It has been found that the corrosion resistance of titanized steel samples with the TiC and TiC-Ni-Mo layers is higher than for the steel without any layers. The steel samples with titanized layers exhibited spontaneous passivation and remained passive in a wide range of potentials, whereas the steel without layer corroded actively. The highest corrosion resistance was observed for samples with the TiC-Ni-Mo complex layers, which showed the least passive current density and the highest charge transfer resistance. The results obtained indicate that the preliminary electrolytic deposition of Ni-Mo alloy on the steel surface significantly increases corrosion resistance of titanium layers produced by means of vacuum titanizing process.

18

Impulsowe dozowanie mediów gazowych w ośrodku sfluidyzowanym.

Frączek T., Jeziorski L., Pabin T.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

248-250

PL

W pracy przedstawiono nową, oryginalną metodę ograniczenia zużycia mediów gazowych, niezbędnych zarówno do wprowadzenia złoża w stan fluidyzacji jak i do generowania atmosfery nawęglającej. Przeprowadzono serię prób z zastosowaniem różnych okresów pulsacji złoża fluidalnego podczas nawęglania wytypowanej do badań stali 20H.

EN

The paper presents a new, original method for reducing the consumption of gas utilities necessary for both putting the bed into a fluidization state and for generating a carburizing atmosphere. A series of tests have been performed using different periods of fluidized-bed pulsation during the carburization of 20H steel selected for the investigation.

19

Parameters of vacuum titanizing process as the factors changing growth kinetics of diffusion layers on steel surface.

Kasprzycka E.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

1015-1018

EN

Layers produced on carbon steel (0.90%C) during vacuum titanizing have been investigated. In particular, the influence of the pressure in furnance chamber is discussed. Titanium carbide layers have been obtained. Titanizing conducted at low pressure with a static rather than a dynamic vacuum during the holding period was found to be the most effective for maximizing the rate of growth of diffusion layers. It has been shown that the growth of titanized layers is controlled by the diffusion in the steel.

20

Mathematical model of the nitrided layer buildup.

Gut S.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

1096-1099

EN

The mathematical model of iron nitriding described here considers the kinetics of the chemical reaction at the metal atmosphere interface as well as the diffusion processes occuring inside the metal phase. The chemical composition of the diffusion layer has been determined by the thermodynamical analysis of the chemical reactions taking place between iron and the nitriding atmosphere and by examining the equilibrium state of the Fe-N system. The calculations assume that the flux of nitrogen atoms from the nitriding atmosphere to the steel is proportional to the difference between the equilibrium and the actual nitrogen concentrations at the steel surface. Since carbon affects the interphase equilibrium of the Fe-N system, one can use the model implemented here for predicting the effects of nitriding of steels with low carbon concentration. The model assumes that the kinetics of the reactions taking place across the interphase boundaries in the solid phase is driven by the diffusion process, hence the boundary location can be determined from the differences between nitrogen fluxes across various interphase boundaries.