Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Magnetic Properties of Steel Ball Samples, Investigated before and after Nitriding

Fuks H., Kaczmarek S. M., Leniec G., Michalski J., Kucharska B., Wach P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 3

1235--1242

EN

Group of steel balls with different chemical composition, diameters and nitriding treatment parameters were investigated with using magnetic resonance and magnetization methods. Emerging nitrided regions consists of diffusion and surface layer of iron nitrides. The thickness of the individual layers depends on the type of steel and process parameters. Resonance signal shape and position were successfully described in the ferromagnetic resonance regime expected for dense iron magnetic system. Influence of the sample size, thermal treatment and carbon content on the absorption signal has been analyzed. Significant magnetic anisotropy has been revealed, as well as non-usual increasing of the magnetization as a function of temperature. It suggests, that overall antiferromagnetic ordering, destroyed by thermal movement, lead to increasing of the ferromagnetic region.

2

AlSi alloys for magnetron deposition of the coatings on car exhaust muffers – forecast of technological wear

Kucharska B., Wróbel-Knysak A., Bąkowski A.

Tribologia

|

2017

|

nr 5

23--27

EN

In the production of car exhaust system parts, for protection against corrosion and high-temperature oxidation, alumina and AlSi alloy hot-dip coatings are currently especially effective. The authors of this study are conducting investigations into the application of AlSi alloys made by the traditional casting technology to the fabrication of AlSi PVD coatings by the magnetron sputtering method. For the purposes of the present study, three discs of AlSi alloys were subjected to magnetron sputtering. The assessment of the wear of the discs was made by microscopic observations, by mapping the geometric features and roughness of the disc surface with a profilometer, and by making the statistical analysis of the results by the bootstrap method. A similar degree of wear of discs made of all the examined alloys, expressed as the depth of losses, was shown. It was also fund that the surface of discs of alloys with a higher silicon content was characterized by a lower roughness compared to the AlSi7 alloys. The wear rate of discs in the PVD process was estimated at approx. 150 μm/h.

PL

W produkcji detali układów wydechowych w celu ich ochrony przed korozją i przed wysokotemperaturowym utlenianiem szczególnie skuteczne są ogniowe powłoki aluminiowe i ze stopów AlSi. Autorzy pracy prowadzą badania nad aplikacją stopów AlSi wykonanych tradycyjną technologią odlewania, do wytwarzania powłok PVD metodą magnetronowego rozpylania. Na potrzeby niniejszej pracy rozpylaniu magnetronowemu poddano trzy tarcze ze stopów AlSi. Oceny zużycia tarcz dokonano w obserwacjach mikroskopowych, poprzez odwzorowanie profilometrem geometrycznych cech powierzchni tarcz i chropowatości oraz analizie statystycznej wyników metodą bootstrap. Wykazano podobny stopień zużycia tarcz ze wszystkich stopów wyrażony głębokością ubytków oraz że powierzchnia tarcz ze stopów z większym stężeniem krzemu cechowała mniejsza chropowatość w porównaniu do stopy AlSi7. Szybkość zużycia tarcz w procesie PVD oceniono na ok. 150 μm/h.

3

The mechanical properties of AlSi coatings made by PVD technology

Kucharska B., Wróbel-Knysak A.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 1

66--67

PL

Porównano mechaniczne właściwości (mikrotwardość i test rysy) powłok AlSi wykonanych metodą PVD magnetronowego rozpylania stopów o zawartości 7–20% Si. Większe stężenie Si zwiększało opór odkształcania powłok wyrażony głębokością rysy. Lepsze właściwości mechaniczne miały powłoki ze stopów modyfikowanych TiBAl.

EN

The mechanical properties (microhardness and scratch test) of AlSi coatings made by PVD magnetron sputtering method from alloys with 7-20%Si were compared. Higher concentration of Si increased deformation resistance of the coating, expressed by depth of scratch. Improved mechanical properties had coatings from alloys modified by TiBAl refiner.

4

The magnetic properties of steel after the gas nitriding process

Michalski J., Fuks H., Kaczmarek S. M., Leniec G., Kucharska B., Wach P.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 4

170--176

EN

The paper presents the relationship between the chemical composition of the steel balls, their size and parameters of the nitriding process and magnetic properties defined in the study by EPR and SQUID. The balls made form non-alloyed AISI 1085 and alloyed AISI 420-C steels were investigated. At resonance spectra for both steels before the nitriding process, the resonance signal only existed for two magnetic induction values, 400 mT and 650 mT. This values are untypical because for magnetic centres in the form of iron ions, the expected EPR signal occurs usually in magnetic fields of approx. 340 mT, when the spectrometers operates in the so called microwave X band. This abnormality presumed that the resonance signals did not originate from isolated ions, but instead from magnetically more complex systems, e.g. Fe–Fe pairs or iron clusters, while the observed EPR line position is normally even lower and occurs for a magnetic induction below 200 mT. The fact, that the magnetic centres not had the nature of isolated Fe ions, additionally confirmed the abnormal increase in resonance signal intensity as a function of temperature, which is a behaviour inconsistent with the Curie-Weiss law. After nitriding the AISI 420-C steel in the Nx1021(580/600°C) process, the resonance line became distinctly wider and shifts towards greater magnetic induction values. After nitriding at a lower temperature (the Nx1025(490/520°C process), the resonance lines shifted towards greater magnetic induction values, but, at the same time, the line became more symmetric, closer to the shape of the Lorentz function derivative. The results obtained from measurements by the SQUID method, recording variations in magnetization as a function of temperature, confirm the untypical reinforcement of the magnetic conditions of the samples with the increase in temperature. For the samples tested, the magnetization was relatively weaker, when the tests were conducted in a stronger magnetic field.

PL

Podczas tworzenia się warstwy azotowanej na stali zmianom ulegają jej właściwości elektryczne (przewodność) oraz magnetyczne, wśród których najbardziej czułe na zmiany fazowe i strukturalne azotowanej stali są względna przenikalność magnetyczna i natężenie pola koercji magnetycznej. W pracy podjęto się zbadania relacji pomiędzy składem chemicznym, rozmiarem i parametrami procesu azotowania stalowych kulek a ich właściwościami magnetycznymi.

5

Structure and adhesion of nickel–phosphorus coatings plated on the nitrided 1.2343 (WCL) steel

Zych A., Kulikowski K., Kucharska B., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 6

254--258

EN

Modern industry expects comprehensive solutions in terms of ensuring adequate exploitation properties of materials, such as high hardness, wear resistance, fatigue strength and corrosion resistance in aggressive environments. These requirements can be met via surface treatments, especially vigorously developed in recent years hybrid technologies, which merge various methods in the aspect of composite layers production. Those layers are characterized by complementing or entirely new properties in comparison to layers or coatings manufactured in separate processes. In this study the plasma nitriding process and electroless nickel plating are combined. In the production of composite layers consisting of surface layer and coating, in this particular case it is essential to ensure good adhesion of the Ni(P) coating to nitrided substrate. This paper presents microstructure (light microscopy), microhardness (crosssection and surface), surface roughness and scratch test results after different variants and steps of treatment of heat treated 1.2343 (WCL) steel. The study was conducted on the nitrided layers varying in structure and surface topography due to grinding prior to electroless nickel plating. The results show that heat treatment subsequent to electroless nickel plating leads to increase in composite layers’ hardness and adhesion of Ni(P) coating to nitrided layer. Moreover, Ni(P) coating might act as a solid lubricant in some cases.

PL

Celem badań było określenie wpływu struktury, twardości oraz rozwinięcia powierzchni warstwy azotowanej na stali 1.2343, a także procesu obróbki cieplnej powłoki Ni(P) na przyczepność powłoki niklowo-fosforowej do azotowanego podłoża. W pracy zawarto wyniki badań chropowatości powierzchni, mikrostruktury warstw kompozytowych, ich twardości oraz przyczepności.

6

The abrasion of Al-Si coatings with different silicon crystal morphology, applied in automotive silencers

Wróbel-Knysak A., Kucharska B.

Tribologia

|

2016

|

nr 5

209--218

EN

This paper compares the abrasibility of aluminium-silicon coatings with silicon crystals of various forms. The tests were performed on Al-Si coatings with the chemical composition corresponding to that of hypoeutectic and peritectic silumins (6-10wt% Si), manufactured by hot-dipping on type X2CrTi12 steel and by cold cladding with 60% cold reduction on AlMn1Cu alloy. The hot-dip coatings deposited on X2CrTi12 steel were investigated as made and after a two-stage heat treatment: 420oC/2h/water and 120oC/2h/air. The morphology, shape, and size of silicon crystals in the coatings were studied under a microscope and with the image analysis technique (determining the shape factor among other parameters). Image analysis was also applied to the evaluation of abrasive wear resistance of the coatings using a ball wear test. Their adhesion strength was tested with the scratch test method. The test results indicated that the change in Al-Si coating silicon crystal morphology (from large sharp edged and needle-like to smaller rounded particles) was heat induced, which, compared to the pre-treatment condition, lowered abrasion resistance values and produced a more uniform abrasion loss. This condition was regarded as more desirable in terms of maintaining the coating continuity during drawing, with no risk of spalling. It was also demonstrated that clad Al-Si coatings could provide an alternative solution for the widely used hot dip coatings on steel sheet.

PL

W pracy dokonano porównania ścieralności powłok aluminiowo krzemowych o zróżnicowanej formie kryształów krzemu. Badano powłoki Al-Si, o składzie chemicznym odpowiadającym gatunkom siluminów pod- i około eutektycznych (6–10% Si) wykonane metodą ogniową na stali X2CrTi12 oraz poprzez platerowanie na zimno z 60% stopniem zgniotu na stopie AlMn1Cu. Powłoki ogniowe na stali X2CrTi12 badano w stanie po otrzymaniu oraz po dwuetapowej obróbce cieplnej: 420oC/2h/woda i 120oC/2h/powietrze. W pracy dokonano oceny morfologii, kształtu i rozmiarów kryształów krzemu w powłokach metodą mikroskopową z użyciem komputerowej analizy obrazu (wyznaczając m.in. współczynnik kształtu). Analizę obrazu zastosowano również do oceny odporności na zużycie ścierne powłok przeprowadzonej kulotesterem. Dodatkowo badano ich adhezję metodą zarysowania. W wyniku badań stwierdzono, że zmiana morfologii kryształów krzemu w powłokach Al-Si spowodowana obróbką cieplną (z dużych ostrokrawędziowych i iglastych na mniejsze i o wyoblonych kształtach) spowodowała obniżenie ich odporności na ścieranie w stosunku do stanu przed obróbką, przy jednoczesnym bardziej równomiernym ścieraniu się powłok. Stan taki uznano za korzystniejszy z punktu widzenia zachowania ciągłości powłok podczas tłoczenia, bez ryzyka powstawania wykruszeń. Wykazano ponadto, że powłoki platerowane stopem Al-Si mogą stanowić alternatywę dla produkcji detali układów wydechowych w miejsce obecnie stosowanych powłok ogniowych na blachach ze stali.

7

Microstructure studies of nickel-carbon nanotubes nanocomposite coatings formed by electrodeposition

Popławski K., Kucharska B., Jezierska E., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 1

16--22

EN

Many researchers nowadays concentrate on nanocrystalline metal-matrix composites, as well as on composites reinforced by nanoparticles, to find more suited materials to be used in aviation, nuclear power plants or as a hydrogen storage for fuel cells. The aim of this paper was to investigate the possibility of producing nanocrystalline nickel-based composite coatings reinforced by carbon nanotubes (Ni–CNT). The goal was to obtain well immersed carbon nanotubes fully dispersed in nanocrystalline nickel matrix by using standard electrochemical deposition equipment and modify the process by changing parameters like bath composition, additives, nanotubes content or stirring method. The effect of optimization of these parameters on composite’s microstructure, surface topography and nanohardness was investigated. Also, usefulness of different approach, so called “stirring electrode” was examined. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy with electron diffraction, X-ray diffraction and Raman spectroscopy were used to determine the microstructure of obtained coatings.

PL

Celem tej pracy była ocena możliwości wytworzenia powłoki kompozytowej na osnowie nanokrystalicznego niklu z dodatkiem nanorurek węglowych (Ni–CNT), ze spełnieniem warunku otrzymania materiału z dobrze zdyspergowanymi i połączonymi z nanokrystaliczną osnową nanorurkami, za pomocą typowej metody osadzania elektrochemicznego i standardowego w tej metodzie sprzętu, modyfikując jedynie parametry procesu osadzania takie, jak: skład kąpieli, dodatek substancji modyfikujących czy powierzchniowo czynnych, zawartość nanorurek w kąpieli oraz metoda mieszania.

8

Źródła innowacji w handlu detalicznym. Miejsce i znaczenie klienta

Kucharska B.

Logistyka

|

2015

|

nr 2

1251--1255, CD2

PL

W handlu detalicznym wyróżnić można zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne źródła innowacji. Ich wykorzystanie zależy od potencjału przedsiębiorstw handlowych oraz rodzaju i zakresu wprowadzanych zmian. Innowacje absolutne są wprowadzane wyłącznie przez liderów innowacji – największe przedsiębiorstwa handlowe. Liczne przykłady innowacyjnych rozwiązań wskazują na kluczowe znaczenie klienta jako źródła innowacji. Klient jest źródłem informacji, inicjatorem i współtwórcą nowych rozwiązań w handlu detalicznym. Innowacje są odpowiedzią na zmieniające się nie tylko nabywcze zachowania klientów.

EN

In retail trade can be used internal and external sources of innovation. It depends on the size of the trade enterprises and the nature and range of the changes. The absolute innovations are introduced only by the leaders of the innovation – the biggest trade companies. Numerous examples of innovative solutions show the crucial importance of the client as the innovation source. The customer is the source of information, the initiator of changes and co-founder of new solution for retail trade. The innovation is the response for the changing, not only purchasing behaviour of the customers.

9

Wybrane aspekty regulowanego azotowania gazowego (RAG) oraz azotowania w obniżonym ciśnieniu (LPN)

Michalski J., Wołowiec-Korecka E., Ratajski J., Wach P., Kucharska B., Kula P., Olik R.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

444--448

PL

W artykule porównano efekty azotowania w procesie regulowanego azotowania gazowego (RAG), stosując atmosfery amoniaku rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem lub azotem, z procesem azotowania w warunkach obniżonego ciśnienia (LPN). Procesom azotowania poddano konstrukcyjne stale stopowe 41CrAlMo7 (38HMJ), 42CrMo4 (40HM), niskowęglowe stale niestopowe (stale 10 i 20) oraz żelazo Armco. Próbki poddano procesom regulowanego azotowania gazowego (RAG) w dwóch wariantach, RAG-1: NH3/NH3zd./N2 = 35/65/0 i RAG-2: NH3/NH3zd./N2 = 5/0/95 oraz zastosowano jeden wariant azotowania pod obniżonym ciśnieniem (LPN). Wspólnym parametrem charakteryzującym analizowane procesy był stopień dysocjacji amoniaku. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że w procesie RAG-1 można uzyskać monofazową warstwę azotków żelaza γ′ w dość szerokim zakresie stopni dysocjacji amoniaku. W procesach RAG-2 oraz LPN obszar trwałości fazy γ′ jest znacznie węższy i w związku z tym uzyskanie monofazowej warstwy azotków żelaza γ′ jest znacznie trudniejsze. W procesach LPN ograniczeniu obszaru trwałości fazy γ′ towarzyszy zwiększenie obszaru trwałości fazy α. Warunki kinetyczne w tych procesach sprzyjają wytwarzaniu warstw azotowanych bez przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza. Z kolei w procesach azotowania w atmosferach azotujących uzyskanych z atmosfery dwuskładnikowej rozcieńczanej azotem (RAG-2) zwiększa się obszar trwałości fazy ε. Warunki kinetyczne w tych procesach sprzyjają wytwarzaniu warstw azotowanych z warstwami azotków będących mieszaniną faz γ′ i ε.

EN

In the article the effects of nitriding in the process of regulated gas nitriding (RAG) using ammonia atmosphere diluted by dissociated ammonia or by nitrogen with a nitriding process under low pressure (LPN) was compared. In studies 41CrAlMo7 (38HMJ), 42CrMo4 (40HM) alloy steels, low-carbon steels (steels 10 and 20) and Armco iron have been used. Nitriding of specimens was performed in regulated gas nitriding processes (RAG) in two variants, RAG-1: NH3/NH3zd./N2 = 35/65/0 and RAG-2: NH3/NH3zd./N2 = 5/0/95 and applied one variant of a nitriding under low pressure (LPN). Common parameter characterizing the processes was the degree of dissociation of ammonia. On the basis of studies have demonstrated that in the RAG-1 process can be obtained monophase layer of iron nitride γ′ in relatively wide range of dissociation of ammonia. In the RAG-2 and LPN processes γ′ phase stability region is much narrower and thus obtain a monophase layer of iron nitride γ′ is much more difficult. In the LPN processes reduce of area stability of the γ′ phase is accompanied by an increase in α phase stability region. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of the nitrided layer without the subsurface layers of the nitrides iron. In turn, in the RAG-2 processes increase the area of ε phase stability. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of nitrided layers with the subsurface layers of iron nitrides being a mixture of γ′ and ε phases.

10

Wpływ ciśnienia prasowania na właściwości kompozytów WCCo–cBN wytwarzanych metodą PPS

Wachowicz J., Zieliński R., Popławski K., Kucharska B.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

515--518

PL

Regularny azotek boru (cBN) jest drugim po diamencie materiałem charakteryzującym się największą twardością i przewodnictwem cieplnym. Jednak w przeciwieństwie do diamentu charakteryzuje się małą reaktywnością z metalami z grupy żelazowców. Właściwości te sprawiają, że regularny azotek boru jest bardzo dobrym materiałem na narzędzia do obróbki m.in. stali ulepszonych cieplnie, stopów na osnowie niklu, kobaltu i innych. Regularny azotek boru pod normalnym ciśnieniem w podwyższonej temperaturze ulega przemianie w stabilną fazę hBN. Spieki z cBN (PCBN — Polycrystalline Cubic Boron Nitride) o osnowie metalicznej lub ceramicznej spieka się za pomocą drogiej techniki HPHT (Hight Presure Hight Temperature) pod ciśnieniem 4÷5 Gpa w celu uniknięcia przemiany twardego cBN w heksagonalną, miękką odmianę hBN. W pracy przedstawiono wpływ ciśnienia prasowania na właściwości i mikrostrukturę kompozytów WCCo zawierających 20% obj. cBN o wielkości cząstek 6÷12 μm. Proces spiekania był realizowany za pomocą urządzenia do spiekania silnoprądowymi impulsami PPS (Pulse Plasma Sintering). Istota procesu polega na wykorzystaniu impulsów elektrycznych do nagrzewania sprasowanego proszku. Nagrzewanie impulsami prądu następuje w wyniku wydzielania się ciepła Joule’a w miejscach kontaktu cząstek spiekanego proszku. Chwilowa temperatura w czasie przepływu impulsu prądu osiąga wartość do kilku tysięcy stopni Celsjusza na powierzchni cząstek, a następnie po zaniku przepływu prądu szybko zmniejsza się do ustalonej temperatury spiekania.Przeprowadzone badania wykazały, że zastosowanie ciśnienia prasowania 30 MPa w pierwszym etapie spiekania, a następnie zwiększenie go do 100 MPa w drugim etapie, prowadzi do uzyskania spieków o dużej twardości 2230 HV10 oraz gęstości zbliżonej do wartości teoretycznej.

EN

Cubic boron nitride (cBN) is the material next to diamond in respect of hardness and heat conductivity, but, contrary to diamond, it shows weak reactivity with ferrous materials. In view of these properties, cubic boron nitride is an excellent material for the fabrication of cutting tools such as e.g. those made of heat-treated steels, nickel-based alloys, or cobalt. Under elevated temperature and under normal pressure, cubic boron nitride undergoes transformation into its stable phase hBN. Traditional cBN sinters (polycrystalline cubic boron nitride — PCBN) with a metallic matrix are usually sintered using the expensive High Pressure High Temperature (HPHT) method which requires high pressure of 4÷5 GPa to avoid the transformation of hard cBN into its soft hexagonal hBN phase. The present study is concerned with how the load affect on the properties of the WCCo composites which contain 20 vol. % of cBN with the particle size ranging from 5 to 12 μm. The powders were sintered in an apparatus for high-current pulse sintering (Pulse Plasma Sintering). The idea underlying the process is to heat the pre-consolidated powder using electric pulses, the heating being realized via the Joule heat dissipated at the contacts between the individual powder particles. During the electric current impulses the instantaneous temperature on the powder particle surfaces reaches several thousand Celsius degrees, and after the current decays, it quickly falls to the prescribed sintering temperature. The study showed that the sintering at the temperature 1100°C, under the load 30 MPa (in the first stage) and 100 MPa (in the second stage), for 10 min yielded sinters with the density above 99% GT with hardness of about 223 HV10.

11

Właściwości tribologiczne warstw kompozytowych Ni–P/nanoAl2O3 oraz Ni/nanoAl2O3 wytwarzanych metodą redukcji chemicznej i elektrochemicznej

Kucharska B., Popławski K., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

493--496

PL

Praca przedstawia wyniki badań struktury i właściwości tribologicznych warstw kompozytowych Ni–P/Al2O3 oraz Ni/Al2O3 wytwarzanych metodą redukcji chemicznej i elektrochemicznej. W celach porównawczych badano również warstwy Ni–P oraz Ni wytwarzane w procesach o takich samych parametrach jak warstwy kompozytowe. Warstwy kompozytowe osadzano w kwaśnej kąpieli do niklowania chemicznego oraz w zmodyfikowanej kąpieli Wattsa o zawartości 10 g/dm3 nanometrycznego tlenku glinu. Przedstawiono morfologię i topografię powierzchni wytworzonych warstw. Za pomocą tribotestera T-21 oceniono właściwości tribologiczne warstw niklowo-fosforowych, niklowych oraz kompozytowych.

EN

The paper describes the results of studies of the structure and tribological properties of Ni–P/Al2O3 and Ni/Al2O3 composite coatings produced by chemical and electrochemical reduction method. For comparison purposes, Ni–P and Ni coatings, produced with the same process parameters as the composite coatings, were also tested. The composite coatings were deposited in an acidic bath for electroless plating and in a modified Watts bath containing 10 g/dm3 of nanometric alumina powder in both cases. Morphology and topography of the coatings’ surface was presented. The tribological properties of nickelphosphorous, nickel and composite coatings were evaluated using T-21 tribotester.

12

Trwałość temperaturowa układów wielowarstwowych Cu/Ni i Cu/stal

Olejnik E., Kucharska B.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

497--500

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań wpływu temperatury na zachowanie periodyczności oraz zmian tekstury wielowarstw Cu/Ni oraz Cu/X8CrNi-Si25-21. Wielowarstwy wykonane techniką osadzania magnetronowego na krzemowym podłożu zróżnicowano ilością biwarstw (50÷150) i grubością podwarstw i i stali (2÷6 nm), przy stałej grubości podwarstwy Cu. Wielowarstwy wygrzewano w atmosferze powietrza w coraz to wyższej temperaturze, aż do momentu, w którym nastąpiło ich uszkodzenie na skutek różnicy współczynników rozszerzalności cieplnej składników wielowarstwy i krzemowego podłoża. Ciągłość i strukturę wielowarstw kontrolowano przy użyciu mikroskopu skaningowego (SEM) oraz w badaniach rentgenowskich (XRD). Dodatkowo wielowarstwy przed i po wygrzewaniu zbadano pod kątem tekstury. Wykazano, że wielowarstwy Cu/X8CrNi25-21 zachowały adhezję z podłożem do temperatury 400°C - wyższej w porównaniu do wielowarstwy Cu/Ni (300°C). Na podstawie analizy natężenia refleksów dyfrakcyjnych zasugerowano, że pomimo zachowania adhezji, podczas wygrzewania w wielowarstwach dochodziło do dyfuzji wzajemnej składników podwarstw. Pomiary figur biegunowych wykazały, że wygrzewanie spowodowało w wielowarstwach osłabienie tekstury przy zachowaniu jej składowych.

EN

The paper presents the results of effect of heating on retention period structure and change texture Cu/Ni and Cu/X8CrNiSi25-21 multilayer. The multilayers was fabricated on a Si(100) nano-crystalline silicon substrate by the magnetron sputtering method. The multilayers were differentiated by the number of periods (50÷150) and by the thickness of Ni and X8CrNiSi25-21 steel sublayer (2÷6nm), while maintaining a constant thickness of the Cu. The multilayers were annealed in air at increasingly higher temperatures up to the cracks and multilayer delamination were observated. The control of the continous state of multilayers and their structure were done by scanning microscope (SEM) and by X-ray diffraction (XRD). Moreover, before and after annealing the multilayers were subjected to texture measurements. It was found that the Cu/X8CrNi25-21 multilayers retained adhesion to the substrate up to temperature of 400°C - higher temperature in compared to Cu/Ni multilayer (300°C). The analysis of the intensity of diffraction reflections was suggested that, despite the retention of adhesion during annealing the multilayers occurred to interdiffusion components sublayers. Measurements of mutilayers pole figures show that the annealing resulted in a weakening of the texture while maintaining its components.

13

Struktura i efekt TRIP w stalach AISI300 odkształconych przez rozciąganie

Kucharska B., Krzywiecki M., Nowak T.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

409--413

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań stali chromowo-niklowych 304L, 316Li 310S o różnym stężeniu dodatków Cr i Ni. Stale poddano odkształceniu przez rozciąganie w temperaturze pokojowej. Wykazano, że umocnienie i wydłużenie stali zwiększa się wraz z ilorazem Cr/Ni. Za pomocą badań mikroskopowych mikrostruktury i metody XRD wykazano, że największe umocnienie stali 304L, a także 316L (przy jednoczesnym wzroście wydłużenia) było spowodowane przemianą γ → αʹ z relacją orientacji płaszczyzn {111γ}||{110α}. Ilość martenzytu powstałego w stali 304L wyniosła 49%, co spowodowało zwiększenie twardości do 347 HV30, natomiast w 316L 5% martenzytu zwiększyło twardość do 304 HV30. W stali 310S przemiana nie wystąpiła, a twardość zwiększyła się tylko do 273 HV30.

EN

The paper presents the results of chrome-nickel steel 304L, 316L and 310S with different additive content of Cr to Ni. Steels was subjected to a tensile deformation at ambient temperature. It was showing that the strengthening of steel and the elongation increases with the ratio Cr/Ni. The microstructure investigation using microscopic and XRD methods demonstrated that the strongest increase in strengthening steels 304L, and 316L (while increasing elongation) was due to the complete conversion γ → αʹ with relation of planes orientation {111γ}||{110α}. The amount of martensite formed in 304L steel was 49%, which resulted in an increase in hardness to 347 HV30, while in the 316L steel 5% of martensite caused an increase in hardness to 304 HV30. In 310S steel the transformation has not occurred, and hardness increased only to 273 HV30.

14

Korozja powłok kompozytowych na osnowie nanokrystalicznego niklu zbrojonych nanorurkami węglowymi

Popławski K., Brojanowska A., Kucharska B., Jezierska E., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 3

107--111

PL

Wielu badaczy koncentruje się obecnie na pracach nad kompozytami z nanokrystaliczną osnową metalową, a także nad kompozytami wzmocnionymi nanocząstkami [1÷3], aby zastosować je w lotnictwie, energetyce jądrowej lub przy przechowywaniu wodoru do ogniw paliwowych [4]. Celem prezentowanej pracy było zbadanie odporności korozyjnej nanokrystalicznych powłok kompozytowych na osnowie niklu wzmocnionych nanorurkami węglowymi (Ni\CNT). Istotne było uzyskanie struktury dobrze zdyspergowanych nanorurek węglowych w osnowie nanokrystalicznego niklu za pomocą standardowego sprzętu do osadzania elektrochemicznego. Procesy były modyfikowane przez zmianę parametrów, takich jak: skład kąpieli (dodatki organiczne, zawartość nanorurek), gęstość prądu czy szybkość mieszania mechanicznego, lub zastosowanie odmiennego rozwiązania technologicznego – tzw. wirującej elektrody. Zbadany został wpływ tych parametrów procesu na właściwości korozyjne kompozytu oraz na jego mikrostrukturę i topografię powierzchni. W celu określenia mikrostruktury otrzymanych powłok użyte zostały techniki mikroskopii świetlnej, skaningowej mikroskopii elektronowej, transmisyjnej mikroskopii elektronowej z dyfrakcją elektronów oraz spektroskopia Ramana. Właściwości korozyjne zbadano w 0,5 M roztworze NaCl metodami impedancyjną spektroskopią elektrochemiczną i potencjodynamiczną.

EN

Many researchers nowadays concentrate on nanocrystalline metal-matrix composites, as well as on composites reinforced by nanoparticles, to find more suited materials to be used in aviation, nuclear power plants or as a hydrogen storage for fuel cells. The aim of this paper was to investigate the corrosion resistance of nanocrystalline nickel-based composite coatings reinforced by carbon nanotubes (Ni–CNT). The goal was to obtain well immersed carbon nanotubes fully dispersed in nanocrystalline nickel matrix by using standard electrochemical deposition equipment and modify the process by changing parameters like bath composition (additives, nanotubes content), stirring rate or current density. The effect of optimization of these parameters on composite’s corrosion resistance, microstructure and surface topography was investigated. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy with electron diffraction, Raman spectroscopy and X-ray diffraction were examined to determine the microstructure of obtained coatings. Corrosion properties were examined in 0.5 M NaCl solution by potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy methods.

15

Własności rezystancyjne powłok PVD ze stopów AlSi

Kucharska B., Kowalczyk J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 8

48-50

PL

Nowoczesne metody modyfikacji własności i ochrony powierzchni materiałów, do których należy metoda fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD) znalazły zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, w tym w elektronice. Ze względu na silne rozdrobnienie struktury, powłoki metaliczne wytworzone tą metodą posiadają znacznie lepsze własności mechaniczne i odporność korozyjną w porównaniu do stopów wytworzonych metodami konwencjonalnymi. W pracy przedstawiono badania własności elektrycznych powłok Al-Si wykonanych metodą PVD. W procesie magnetronowym rozpylano targety ze stopów pod-, około- i nadeutektycznego. Powłoki badano w różnej temperaturze indukowanej przepływem przez nie prądu elektrycznego. W oparciu o charakterystyki prądowo-napięciowe, wyznaczono rezystancję powłok w każdej z temperatur. Określono wpływ udziału krzemu w powłoce oraz przygotowania stopów na targety (homogenizacja, modyfikacja TiAlB) na rezystancję powłok i ich temperaturę podczas badania.

EN

Modern methods of modification of the properties and protection of material surface, which embrace gaseous phase physical deposition (PVD) methods, arouse the interest of many branches of industry, as well as of electronics. By virtue of their fine-grained structure, metallic coatings fabricated by these methods have superior mechanical properties and corrosion resistance compared to alloys made by traditional technologies. The paper presents a study of the electrical properties and structure of Al-Si coatings made by PVD method. Targets of hypo-, peri- and hyper-eutectic composition alloys, respectively, were sputtered in the magnetron process. The Al-Si coatings under various temperature conditions induced by the flow of electric current through the coatings was examined. Based on the current-voltage parameters, the coatings electrical resistance was determined at specified temperatures. The effects of silicon content in the coating and the preparation of target alloys (homogenization, modification TiAlB) on the electrical resistance of coatings and their temperature during the test was determined.

16

Charakterystyki prądowe układów wielowarstwowych Cu/Ni i Cu/stal (Cr-Ni)

Olejnik E., Olejnik M., Kucharska B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 9

79-82

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok wielowarstwowych Cu/Ni oraz Cu/stal Cr-Ni osadzonych techniką rozpylania magnetronowego na monokrystalicznym podłożu krzemowym Si(100). Wielowarstwy złożone ze 100 biwarstw miały takie same grubości podwarstw z Cu (2 nm) i zróżnicowane grubości podwarstwy stali w zakresie od 1 do 4 nm. Badano trwałość wielowarstw w warunkach podwyższonych temperatur, indukowanych płynącym przez nie prądem elektrycznym. Wielowarstwy stanowiły element oporowy w obwodzie prądu stałego, a temperaturę wielowarstw ustalano poprzez zwiększanie mocy płynącego przez nie prądu. Eksperyment prowadzono do temperatury 200°C. Na podstawie parametrów prądowo-napięciowych dokonano wyznaczenia rezystancji wielowarstw w określonych temperaturach.

EN

The paper describes the results of an investigation of Cu/Ni and Cu/stal Cr-Ni multilayers coatings deposited on a monocrystalline Si(100) silicon substrate by the magnetron sputtering method. Composed of 100 bilayers each, the multilayers were differentiated by the steel sublayer thickness (1 ÷ 4 nm), while maintaining the constant Cu sublayer thickness (2 nm). The stability of the multilayers under elevated temperature conditions induced by the flow of electric current through the multilayers was examined. The multilayers constituted a resistance element in the direct current circuit, and the multilayer temperature was established by increasing the power of the current flowing through the multilayers. The experiment was continued until a temperature 200ºC. Based on the current-voltage parameters, the multilayer resistance was determined at specified temperatures.

17

Kinetics of the (Zn) - Coating Deposition During Stable and Meta-Stable Solidifications. Part III

Wołczyński W., Kucharska B., Garzeł G., Sypień A., Pogoda Z., Okane T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

199--207

EN

Two different steel substrates are applied to the hot dip (Zn) - coating formation. The influence of the substrate composition on the (Zn) - coating thickening is recorded. Morphologies of both coatings are compared to each other. The transition from stable into meta-stable solidification is revealed. The criterion for the competition between stable and meta-stable solidification is applied to justify the analyzed transition.

PL

Zastosowano dwie różne stale jako podłoża dla uzyskania dwu zróżnicowanych powłok (Zn). Dokonano porównania wpływu składu obydwu rodzajów podłoża na kinetykę wzrostu powłok (Zn). Dokonano zestawienia morfologii obydwu powłok. Ujawnione zostało przejście od krystalizacji stabilnej do meta-stabilnej. Zastosowano kryterium współzawodnictwa między krystalizacją stabilną a meta-stabilną dla uzasadnienia analizowanego przejścia.

18

Effect of 2% at. of alloying elements: Si, V, Nb, Mo, Ti, Zr or Cu on the corrosion behavior of sintered Nd-Fe-B under conditions of prolonged atmospheric exposure

Bala H., Szymura S., Dymek M., Rabinovich Y. M., Kucharska B.

Ochrona przed Korozją

|

2014

|

nr 4

111--115

EN

The Nd-Fe-B type sinters were exposed to long-term (10 years) atmospheric corrosion which brought about their partial pulverization. The destruction process is markedly inhibited by partial (2 at.%) substitution of Si for Fe but it is strongly accelerated by Ti, Zr or Cu substitutions. A galvanic nature of the sinter damage is postulated. Due to contact with humidity the sinters absorb reversibly hydrogen and there is evident correlation between hydrogen uptake ability and pulverization susceptibility of the Nd-Fe-B based sinters.

PL

Długotrwała (10-letnia) ekspozycja atmosferyczna spiekanych materiałów na bazie Nd-Fe-B prowadzi do częściowej pulweryzacji spieków. Podstawienie żelaza niewielką (2% at.) ilością Si wyraźnie hamuje zaś podstawienie za pomocą Ti, Zr lub Cu – znacznie przyśpiesza degradację. Powstałe zniszczenia korozyjne sugerują ich galwaniczny charakter. W wyniku oddziaływania z wilgocią spieki na bazie Nd-Fe-B odwracalnie pochłaniają wodór, przy czym widoczna jest korelacja pomiędzy zdolnością do absorpcji wodoru a podatnością spieków na pulweryzację.

19

Method of Evaluating the Operating Durability of Coatings Based on Current Measurements

Spalik M., Kucharska B., Kościelniak B., Włodarczyk-Kowalska K., Nolbrzak P.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4919--4926, CD6

EN

The work presents the study of coatings made in the process of magnetron sputtering of AISI310S grade chromium-nickel steel. The study covered coatings of the steel’s composition with an additions of 2–5% Si and of 2–5% Al. The coatings provided a resistance element in the electric circuit, and the measurement of their temperature was made by the voltage drop indirect method. It was found that the steel coatings had a resistance of 0.176 Ω within the entire range of testing temperature, and their failure occurred at a temperature of 350oC due to cracking and delamination from the substrate. Introducing the Si or Al addition to the coatings resulted in an increase in coating resistance and temperature stability, to 450 and 400oC, respectively. It was found that the durability evaluation method to influence coatings performance characteristics.

PL

W pracy przedstawiono badania powłok PVD wykonanych w procesie magnetronowego rozpylania stali chromowo-niklowej gatunku X8CrNi25-21. Badano powłoki o składzie stali z domieszkami krzemu 2–5% i aluminium 2–5%. Badano trwałość powłok w temperaturach indukowanych przepływem prądu elektrycznego. Wykazano, że powłoki osadzone na monokrystalicznym krzemie posiadają rezystancję 0,176 Ω, a ich uszkodzenie następuje w temperaturze 3500C. Wprowadzenie do powłok domieszek krzemu lub aluminium powoduje wzrost ich oporności oraz trwałości temperaturowej odpowiednio do 450 i 400o C. Stwierdzono, że metoda oceny trwałości powłok ma wpływ na właściwości eksploatacyjne.

20

Resistance properties of heat-resisting steel-based PVD coatings

Spalik M., Kucharska B., Kulej E., Wilk J.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

203--206

EN

The paper presents current research on PVD coatings produced by magnetron sputtering of the X8CrNi25-21 grade chrome-nickel steel. The durability of the coatings was tested using temperature-induced electric current flow. It has been shown that the coatings deposited on silicon substrate have a resistance of about 0.176 Ω, and their destruction takes place at temperature of 350°C. Introduction of silicon (2.5÷5%) or aluminum (1÷2%) additives to the coating increased the heat resistance of coatings and its temperature of stability up to 450 and 400°C, respectively. The coatings were delaminated at these temperatures. It has been found that the resistance of coatings with Al or Si additives decreases with temperature (as in dielectrics), probably due to their oxidation.

PL

W pracy przedstawiono badania powłok PVD wykonanych w procesie magnetronowego rozpylania stali chromowo-niklowej gatunku X8CrNi25-21. Badano trwałość powłok w temperaturze indukowanej przepływem prądu elektrycznego. Wykazano, że powłoki osadzone na monokrystalicznym krzemie mają rezystancję 0,176 Ω, a ich uszkodzenie następuje w temperaturze 350°C. Wprowadzenie do powłok domieszek krzemu (2.5÷5%) lub aluminium (1÷2%) spowodowało wzrost oporności powłok oraz ich trwałości temperaturowej odpowiednio do 450 i 400°C. W tej temperaturze powłoki ulegają delaminacji od podłoża. Stwierdzono, że rezystancja powłok z domieszkami aluminium i krzemu malała wraz z temperaturą (jak w dielektrykach), prawdopodobnie z powodu ich utleniania się.