Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Surface state of alloy based on FeAl intermetallic phase matrix after oxidation at 600°C, 700°C and 800°C

Cebulski Janusz

Ochrona przed Korozją

|

2023

|

nr 4

100--103

EN

The aim of the research was to determine the heat resistance of Fe40Al5Cr0.2TiB alloy based on surface condition analysis. Oxidation was carried out at 600°C, 700°C and 800°C in air. The surface condition was characterized using a scanning electron microscope. EDS X-ray microanalysis was performed. The obtained results prove the high heat resistance of Fe40Al5Cr0.2TiB alloy in the temperature range of 600–800°C.

PL

Celem prowadzonych badań było określenie żaroodporności stopu Fe40Al5Cr0.2TiB na podstawie analizy stanu powierzchni. Utlenianie prowadzono w temperaturze 600°C, 700°C i 800°C na powietrzu. Scharakteryzowano stan powierzchni za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) oraz przeprowadzono badania składu chemicznego metodą mikroanalizy rentgenowskiej (EDS). Uzyskane wyniki wykazały wysoką żaroodporność stopu Fe40Al5Cr0.2TiB w zakresie temperatury 600–800°C.

2

Kryteria oceny właściwości wiążących bentonitów odlewniczych

Kwaśniewska-Królikowska Dominika

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2019

|

Vol. 59, no. 1

53--60

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych oceny właściwości wiążących dwóch gatunków odlewniczych bentonitów wapniowych. Bentonity poddano chemicznej modyfikacji za pomocą węglanu sodu, w kilku przyjętych udziałach procentowych. Na wybranych próbkach oceniono takie parametry fizykochemiczne, jak: wytrzymałość na ściskanie, współczynnik pęcznienia, zawartość montmorylonitu. Uzyskane wyniki pozwoliły na wykreślenie tzw. krzywej aktywacji bentonitu. Dla wybranych próbek przeprowadzono badania parametrów fizykochemicznych w podwyższonej temperaturze. Całość badań zarówno stopnia aktywacji, jak i żaroodporności bentonitu pozwoliły na optymalny dobór udziału węglanu sodu biorącego udział w jego modyfikacji tak, aby uzyskać jak najlepsze parametry wiążące bentonitu odlewniczego.

EN

The paper presents laboratory test results for an assessment of the binding characteristics of two grades of calcium bentonite compounds for casting moulds. The bentonite compounds were chemically modified with sodium carbonate at several different percentage ratios of the modifier. Samples were selected as the specimens and assessed for certain physical and chemical characteristics, including compressive strength, swelling factor, and montmorillonite content. The test results allowed the so-called bentonite activation curves to be plotted. Some of the specimens had their physical and chemical characteristics tested at high temperatures. The entirety of the laboratory tests of bentonite activation and heat resistance enabled an optimised selection of the sodium carbonate percentage fraction for a bentonite compound modification which would produce the best binding properties of foundry bentonite.

3

Ocena wpływu azotowania powierzchni stali zaworowych na ich żaroodporność

Jurasz Z.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 6

775--778, CD

PL

W artykule przedstawiono ocenę wpływu azotowanych powierzchni czterech gatunków stali zaworowych: X33CrNiMn23- 8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 i X55CrMnNiN20-8 na ich żaroodporność. Ocenę tą umożliwiło porównanie przebiegów kinetyki wysokotemperaturowego utleniania próbek, azotowanych i bez takiej modyfikacji. Zmodyfikowaną powierzchnię próbek stanowiła cienka warstwa azotków o grubości < 0,5 μm. Warstwa ta została wytworzona w warunkach wyładowania jarzeniowego. Utlenienie przeprowadzono w warunkach izotermicznych, w temperaturze 1173 K. Kinetykę utleniania określono ciągłą metodą mikrograwimetryczną. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że największą poprawę żaroodporności wykazała stal X50CrMnNiNbN21-9, nieznaczną poprawę żaroodporności wykazała stal X33CrNiMn23-8, natomiast dla pozostałych stali, X53CrMnNiN20-8 i X55CrMnNiN20-8, nie zaobserwowano pozytywnego wpływu przeprowadzonego azotowania na ich żaroodporność.

EN

In this paper evaluation of effect of nitrided surface of valve steels, X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 and X55CrMnNiN20-8 on their heat resistance was presented. This evaluation was performed by comparison of courses of kinetics of high-temperature oxidation of nitrided valve steel with samples without such modification. The nitrided layer with depth < 0,5 μm was generated in glow discharge conditions. Experiment of oxidation of investigated steels was carried out by continuous microgravimetric method in isothermal condition at 1173 K. On the basis of obtained results, it was stated the highest improvement of heat resistance properties shows X50CrMnNiNbN21-9 steel. The lower improvement of heat resistance shows X33CrNiMn23-8 steel, whereas for other investigated X53CrMnNiN20-8 and X55CrMnNiN20-8 steels a positive effect of nitriding on their heat resistance was not observed.

4

Charakterystyka właściwości termofizycznych nadstopów niklu Mar M 200, Mar M 247 oraz Re 80

Przeliorz R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 7

441--445

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań pojemności cieplnej właściwej oraz odporności na utlenianie odlewniczych nadstopów niklu − Mar M-200, Mar-M-247 i Rene 80. Pomiary ciepła właściwego przeprowadzono metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), przy użyciu kalorymetru wysokotemperaturowego multi HTC firmy Setaram. Badania odporności na utlenianie przeprowadzono metodą cyklicznie zmiennej temperatury. Każdy cykl obejmował szybkie nagrzewanie do temperatury 1100oC, wygrzewanie w tej temperaturze, a następnie szybkie chłodzenie w powietrzu. Stwierdzono, że najwyższą wartość ciepła właściwego Cp wykazuje stop Mar-M-200, zaś najniższą stop Mar-M-247. Stosunkowo dobrą odporność na utlenianie wykazuje stop Mar-M-247.

EN

The article presents tests results of specific heat storage capacity and oxidation resistance of nickel − based cast Mar M-200, Mar-M-247 and Rene 80 superalloys. Specific heat measurements were conducted with the use of differential scanning calorimetry (DSC), with the use of high − temperature calorimeter multi (HTC) Setaram. Oxidation resistance tests were conducted with the use of cyclic temperature change method. Each cycle consisted of heating at temperature of 1100oC and next quick cooling in air. It was proved that the biggest value of specific heat Cp was found for alloy Mar-M-200, and the lowest for alloy Mar-M -247. Relatively good oxidation resistance has been found for alloy Mar-M-247.

5

Czynniki stymulujące właściwości użytkowe stali do pracy w podwyższonych temperaturach

Nowak P.

Tribologia

|

2013

|

nr 6

69--76

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad szybkością wysokotemperaturowego utleniania obecnie najczęściej stosowanych stali zaworowych H9S2 i 50H21G9 N4. Badaniami objęto również stal niskostopową 42CrMo4 stosowaną na zawory dolotowe silników oraz stal austenityczną H23N18. W przeprowadzonych badaniach stwierdzono zaskakująco duży spadek żaroodporności stali chromowo-manganowej 50H21G9N4 w temperaturach przekraczających 800°C. Szybkość utleniania tej stali w temperaturze 900°C ponadsześciokrotnie przekroczyła umowną wartość 1g/(m²·h) wyznaczającą granicę żaroodporności stali. Tak duży spadek żaroodporności stali 50H21G9N4 należy wiązać ze zwiększoną kruchością zgorzeliny zawierającej tlenki manganu, co potwierdziły badania makroskopowe. W przeprowadzonych badaniach najwyższą żaroodporność wykazywała stal austenityczna chromowo-niklowa H23N18, ale możliwości zastosowania tej stali na zawory wylotowe są bardzo ograniczone ze względu na stosunkowo niskie własności wytrzymałościowe w temperaturach przekraczających 700°C. W świetle przeprowadzonych badań w pełni uzasadniona jest konieczność podjęcia prac nad opracowaniem ceramicznych powłok kompozytowych stwarzających bariery cieplne na powierzchniach zaworów narażonych na działanie gorących gazów spalinowych [L. 7, 8]. Powłoki te są przydatne również w technologii obróbki cieplnej stali żaroodpornej, np. gdy istotne jest uzyskanie określonych właściwości w aspekcie charakterystyk tribologicznych.

EN

The paper presents the results of a study into the high temperature oxidation of H9S2 and 50H21G9N4 steels, currently the most commonly used valve steels. The study also comprised the low-alloy 42CrMo4 steel used for internal-combustion engine intake valves as well as the H23N18 austenitic steel. The study demonstrated a remarkably high decrease of the heat resistance of the chromium manganese 50H21G9N4 steel at temperatures exceeding 800°C. The oxidation rate at 900°C exceeded the arbitrary 1g/(m2·h) heat resistance limit by over six times. Such a high decrease of heat resistance of 50H21G9N4 seems related to increased fragility of the scale containing manganese oxides, which was confirmed by a macroscopic study. The austenitic chromium-nickel H23N18 steel. Revealed the highest level of heat resistance but its low mechanical properties at temperatures exceeding 700°C considerably reduces its potential use in exhaust valves. The present study necessitates future research into the development of ceramic composite coatings that would constitute thermal barriers on valve surfaces exposed to hot exhaust gases [L. 7, 8]. These coverings are useful in technology of thermal processing also steel heat-prof, e.g. when obtainment of definite specificity is important in aspect of characteristic tribology.

6

Microstructure, microhardness and heat resistance of boronized layers modified by chromium

Bartkowska A., Pertek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

249--252

EN

The paper presents the results of microstructure, microhardness and heat resistance of boronized and borochromized layers produced on steel. Diffusion boronizing treatment was performed at temperature 950°C for 4 h. Boronizing powder, used in the gas-contact method contains: amorphous boron, KBF4 as an activator and carbon black as a ﬁller. The manufacturing process of the layers consisted of two stages: preliminary coating chromium plating of 10 um thickness, and then diffusion boronizing. Borochromized layer similar to boronized layer had needle-like structure. As a result of chromium modiﬁcation thinner borochromized layer was obtained. Microhardness of the boronized layer was 1300÷1400 HV0.05 and the layer had a mild gradient hardness from surface to the core. Oxidation process of boronized and borochromized layers was studied. In the ﬁrst stage of heat resistance study temperature range of isothermal annealing was determined based on heating and cooling curve. The layers were investigated for the oxidation process during continuous and isothermal heating at the temperature of 800°C and 820°C. It was found that the borochromized layers have better oxidation resistance than the boronized layers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, mikrotwardości i żaroodpomości stali C45 z wytworzonymi warstwami borowaną i borochromowana. Borowanie dyfuzyjne prowadzono w temperaturze 950°C. Proszek borujący użyty w metodzie gazowo-kontaktowej zawiera bor amorﬁczny, aktywator KBF4 i wypełniacz w postaci sadzy. Proces wytwarzania warstwy borochromowanej składał się z dwóch etapów: nakładania wstępnej powłoki galwanicznej chromu o grubości 10 um i następnego borowania dyfuzyjnego. Warstwa borochromowana miała podobnie jak warstwa borowana budowę iglastą. W wyniku modyﬁkacji chromem otrzymano cieńszą warstwę borochromowana. Mikrotwardość warstwy borochromowanej wynosiła 1300÷1400 HV0,05 i miała łagodny gradient twardości od powierzchni do rdzenia. Badano proces utleniania wytworzonych warstw borowanych i borochromowanych. W pierwszym etapie badań żaroodporności określono na podstawie krzywej grzania i chłodzenia zakres temperatury wyżarzania izotennicznego. Warstwy badano w procesie utleniania ciągłego i izotennicznego w temperaturze 800°C i 820°C. Stwierdzono, że warstwy borochromowane mają lepszą odpomość na utlenianie niż warstwy borowane.

7

Trwałość warstwy wierzchniej po procesie aluminiowania nadstopu niklu René 77 stosowanego na elementy turbin o dużej żaroodporności

Poręba M., Ziaja W., Sieniawski J., Raga K.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

605--608

PL

Celem pracy było opracowanie warunków procesu nisko i wysokoaktywnego aluminiowania nadstopu niklu René77 z zastosowaniem metody chemicznego osadzania z fazy gazowej. Wytworzono dyfuzyjne warstwy żaroodporne na osnowie aluminidków niklu. Określono wpływ czasu procesu prowadzonego w temperaturze 1050°C na głębokość wytworzonych warstw. Celem zwiększenia grubości warstwy ochronnej zastosowano dodatkowe wyżarzanie po procesie wysokoaktywnym. Wykonano badania odporności na utlenianie wytworzonych warstw oraz analizę składu fazowego warstwy. Stwierdzono, że wytworzone warstwy aluminidkowe zwiększają odporność na utlenianie podłoża – stopu René 77.

EN

The aim of the study was development of aluminizing process of the René 77 superalloy by the CVD method. Heat resistant diffusion layers based on nickel aluminides were produced. The influence of time of CVD process carried out at 1050°C on the thickness of the coatings was determined. Additional annealing was also applied after high activity process to increase the thickness of the protective coating. Phase composition of the aluminide coatings was examined. On the basis of the oxidation tests results it was found that applied coatings improved oxidation resistance of René 77 superalloy.

8

Badania przydatności stali na elementy instalacji eksploatowanych w ekstremalnych warunkach

Młynarczak A., Piasecki A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

404--408

PL

W pracy przedstawiono rezultaty wadliwego i prawidłowego doboru stali na elementy instalacji przemysłowej pracującej w wysokiej temperaturze w atmosferze silnie korozyjnie działających związków chemicznych – siarczków, chlorków i fluorków. Dobór dokonany na podstawie danych tabelarycznych zweryfikowano eksperymentalnie, poddając próbki stali drastycznym badaniom korozyjnym. Określono strukturę geometryczną powierzchni i mikrostrukturę warstwy wierzchniej badanych stali po procesie korozji chemicznej.

EN

In the study there have been presented the results of wrong and correct steel choice on the elements of industrial installation working at high temperature in strongly corrosive chemical composition chlorides, fluorides and sulfides. The choice was accomplished on the basis of table data verified in the course of experiment in which the steel samples were subjected to a drastic corrosive test. The geometrical structure of the surface as well as the microstructure of surface layer of the researched steel after the process of chemical corrosion was defined.

9

Wstępna analiza możliwości zastosowania odpadów ceramiki sanitarnej jako kruszywa do betonów pracujących w wysokich temperaturach

Ogrodnik P., Zegardło B., Halicka A.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2012

|

Nr 1

49-56

PL

Praca niniejsza stanowi kontynuację badań nad zastosowaniem odpadów ceramiki sanitarnej do produkcji betonów specjalnych. Przeprowadzone dotychczas prace badawcze autorów dowiodły, iż rozdrobnione odpady mogą spełniać rolę kruszywa do betonów. Odpowiednio zaprojektowane mieszanki betonowe przygotowane na bazie odpadów ceramicznych wykazały ze rozdrobniona stłuczka sanitarna może spełniać rolę kruszywa zarówno do betonów zwykłych jak i wysokowartościowych. Przytoczona w niniejszym artykule szczegółowa analiza zagadnienia odporności betonów na wysokie temperatury pozwoliła autorom na postawienie tezy o potencjalnej możliwości wykorzystania kruszywa z odpadów ceramicznych również do betonów ogniotrwałych i żaroodpornych. Podstawę ku temu założeniu dała analiza składu chemicznego materiału ceramicznego oraz porównanie jej ze składem cementów żaroodpornych. Zauważone tu podobieństwo występujących związków chemicznych skłoniło do zaprojektowania na bazie tych substratów betonu odpornego na wysokie temperatury. W pracy niniejszej zrelacjonowano wyniki badań własnych betonu sporządzonego na bazie kruszywa z odpadów ceramiki sanitarnej w aspekcie jego odporności na wysokie temperatury. Tym samym badaniom poddano serie próbek betonów porównawczych przygotowanych na bazie kruszyw tradycyjnych. Analizując wyniki badań stwierdzono, że beton na kruszywie ceramicznym może być stosowany w warunkach wysokich temperatur, a jego odporność na wysokie temperatury jest wyższa niż betonów na kruszywach powszechnie stosowanych do mieszanek betonowych. Zbadane parametry wytrzymałościowe betonu na kruszywie ceramicznym po wygrzewaniu w temperaturze 1000[stopni]C przewyższały znacznie parametry wygrzewanych betonów na kruszywach tradycyjnych. Próbki betonowe przygotowane na bazie kruszywa ceramicznego po wygrzewaniu zachowały swój kształt i spójność. Brak było na nich śladów rys i pęknięć. Pomimo pewnego spadku parametrów wytrzymałościowych charakteryzowały się wciąż wysoką wytrzymałością na ściskanie i rozciąganie. Na podstawie wniosków z przeprowadzonych badań i analiz własnych autorzy rekomendują kruszywo powstałe z odpadów ceramiki sanitarnej w zastosowaniach do betonów pracujących w warunkach wysokich temperatur.

EN

This article is a continuation of studies on the application of sanitary waste to produce special concretes. Research works carried out so far have shown that the shredded waste can fulfill the role of aggregates in concrete. A properly designed concrete mixes prepared from waste showed that the fragmented ceramic sanitary cullet can be used as aggregate in ordinary and high value concretes. Quoted in this article a detailed analysis of high temperature concrete resistance has allowed the authors to place their arguments about the potential use this aggregate to refractory and heat resistance concretes. The basis for this assumption given the analysis of chemical composition of ceramic material and compare it with the composition of refractory cements. Similarity observed here occurring chemical compounds led to the design based on these substrates, concrete, resistant to high temperatures. In this work authors reported their findings on the basis of concrete made with aggregates of sanitary waste in terms of its resistance to high temperatures. The same tests were a series of comparative concrete samples prepared from conventional aggregates. Analyzing the results it was concluded that the aggregate concrete ceramic can be used at high temperatures, and its resistance to high temperatures is higher than for concrete aggregates commonly used in concrete mixes. Examined the strength parameters of concrete aggregate ceramics after annealing at a temperature substantially higher than 1000[degrees]C concrete parameters for conventional aggregates. Concrete samples prepared from ceramic aggregate after annealing preserved their shape and consistency. There were no traces and cracks. Despite a certain decrease in the strength parameters are still characterized by a high compressive strength and tensile strength. Based on the conclusions of these studies and analyzes of individual authors recommend aggregates produced from waste sanitary ceramics in applications to concrete work at high temperatures.

10

Kinetyka utleniania stali stosowanych do wyrobu zaworów w silnikach spalinowych

Grzesik Z., Mrowiec S., Jurasz Z., Adamaszek K.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 4-5

274-276

PL

Zbadano kinetykę utleniania trzech gatunków stali zaworowych (X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 i X55CrMnNiN20-8) w funkcji temperatury (973-1273 K) i ciśnienia tlenu (1-105 Pa). Wykazano, że proces degradacji stali w tych warunkach determinowany jest dyfuzją reagentów w zgorzelinie, której skład fazowy i budowa morfologiczna zależy głównie od zawartości chromu, niklu i manganu. Najwyższą odporność na agresywne działanie tlenu w wysokich temperaturach wykazuje badana wcześniej stal X33CrNiMn23-8 [7], zawierająca najwięcej chromu (23,4% wag.) i niklu (7,8 % wag.). Pozostałe trzy stale o praktycznie takiej samej zawartości chromu (20% wag.) różnią się nieco odpornością korozyjną, co wiązać można z różną zawartością niklu i manganu. Stwierdzono również, że szybkość korozji wszystkich badanych stali po ustaleniu się stanu stacjonarnego nie zależy w szerokich granicach od prężności tlenu.

EN

The oxidation kinetics of three X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 and X55CrMnNiN20-8 steels have been studied as a function of temperature (973-1273K) and oxygen pressure (1-105 Pa). It has been shown that the degradation process of these steels under such conditions is determined by the diffusion of the reagents through the scale, which the phase composition and the morphology structure depends first of all on the content of chromium, nickel and manganese. The highest oxidation resistance at high temperatures is observed in the case of previously studied X33CrNiMn23-8 steel [7], containing 23.4% wt. Cr and 7.8% wt. Ni. The remaining three steels with virtually the same chromium content ( 20% wt.) show comparable oxidation resistance, small differences in the oxidation rates may be related to different nickel and manganese contents. It has been found also that the rate of corrosion of all steels under investigation does not depend under steady state conditions on oxygen pressure.

11

Analysis of the Inconel 600 alloy destruction process in the surrounding of oxygen, nitrogen and hydrogen

Gajewski M., Kasińska J., Mola R.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 3

61--66

EN

This paper presents results of research, which was targeted to define reasons of the short life of sieves made from a 0.8mm diameter wire of the INCONEL 600 alloy. It was noticed that when the sieves were used in the device for the nitrogen acid production there appeared a total loss of plastic properties of the wire. It was caused by the process of diffusion of oxygen, nitrogen and metal ions which was not stopped although the protective layer of the scale was produced. It resulted in the substantial decrease of the chromium contents (to ca 1.5%) and in oxidation of the grain boundary in the wire outer layer. The diffusion of nitrogen to the wire core caused in turn the precipitation of many Cr2N nitrides in the core.

12

Heat resistance of Fe-Al intermetallics in the context of selected heat-resistant and hihg-temperature creep resistant steels

Patejuk A., Gabrylewski M., Baranowski P.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 2

77-80

EN

Results are hereby presented of heat-resistance tests of two Fe3Al and FeAl intermetallic phase-based alloys in the context of St41k-type boiler steel and 50H21G9N4 high-temperature creep resistant steel. It has been ascertained that heat resistance of the 50H21G9N4 steel and of the Fe3Al and FeAl intermetallic phase-based alloys significantly exceeds that of the boiler steel tested in the air atmosphere and the atmosphere of a flue gas with CO, CO2, SiO2 content alike. Improvement of these properties depends of exposure conditions. The largest differences have been observed when the tests were carried out in temperature 1023 K and in the flue gas atmosphere. The differences have been more and more noticeable as the exposition duration extended. A tendency has been also recorded of smaller mass decrements of the Fe3Al and FeAl intermetallic phase-based alloys as compared to the 50H21G9N4 steel.

13

Pojemność cieplna a żaroodporność odlewniczych nadstopów niklu na łopatki turbin

Przeliorz R., Swadźba L., Góral M.

Ochrona przed Korozją

|

2008

|

nr 4-5

171-173

PL

Badano pojemność cieplną oraz odporność na utlenianie odlewniczych nadstopów niklu. Pomiary pojemności cieplnej właściwej przeprowadzono metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej -DSC. Stwierdzono, że w zakresie temperatury 300-500oC i 700-900oC pojemność cieplna jest stała lub wzrasta w niewielkim stopniu. W temperaturze 500-700oC oraz powyżej temperatury 900oC na krzywej cp występuje anomalia. Zjawisko polega na wzroście pojemności cieplnej. Badania żaroodporności przeprowadzono metodą cyklicznego utleniania. W temperaturze 1100oC obserwowano ciągły ubytek masy. Najsilniej zgorzelina odpada na stopie IN 738.

EN

The heat capacity and the oxidation resistance of the casting nickel alloys has been investigated. The specific heat capacity has been measured by means of differential scanning calorimetry (DSC). It has been confirmed that at temperatures ranging from 300 to 500oC and from 700 to 900oC the heat capacity is either constant or shows minor increase. At temperatures ranging from 500 to 700oC and over 900oC an anomaly in the cp curve appears. The phenomenon consists in the increase in the heat capacity. The heat resistance has been assessed by cyclic oxidation testing. At 1100oC a constant mass loss has been observed. The strongest fl aking of the scale has been detected in the case of IN 738 alloy.

14

Struktura i właściwości warstw Ni-A1-Cr wytworzonych metodą galwaniczno-dyfuzyjna

Piasecki A., Mlynarczak A.

Inżynieria Powierzchni

|

2007

|

nr 3

62-65

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, składu chemicznego, grubości i żaroodporności warstw dyfuzyjnych Ni-Al-Cr. Warstwy wytwarzano na próbkach ze stali C20 i C45 metodą wstępnego niklowania galwanicznego, a następnie aluminiowania, chromowania bądź chromoaluminiowania dyfuzyjnego w temperaturze 950°C w ciągu 6 godzin. Stwierdzono, że w wyniku połączenia procesu niklowania i nasycania dyfuzyjnego Al i Cr można wytworzyć warstwy charakteryzujące się wysoką odpornością na utlenianie. Najlepszą żaroodpornością charakteryzowała się warstwa wytworzona w mieszaninie o składzie 60% (60%A1+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4C1. Warstwy mają wielofazową strukturę i wielostrefową budowę, są dyfuzyjnie związane z podłożem. Wzrost zawartości aluminium w mieszaninie kosztem chromu zwiększa połysk warstwy oraz jej grubość.

EN

This paper presents the results of tests of structure, chemical constitution, thickness and heat resistance of diffusion Ni-AL-Cr layers. The layers have been produced on samples made of C20 and C45 steel by means of initial galvanic nickel plating and then pack calorizing, chromizing or simultaneous chromizing-aluminizing in temperature of 950 °C within 6 hours. It was stated that in the case of a combination of nickel processes with simultaneous saturation Al and Cr it is possible to produce layers that are characterized by high resistance on oxidation. Layers produced with a mixture of 60% (60%A1+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4C1 show the highest heat resistance. The layers have multifaceted structures and build, they are simultaneous connected to the substratum. The rise of aluminium in the chrome mixture increases its layer's polish and thickness.

15

A study into heat resistance of valve steels

Szewczyk S.

Journal of KONES

|

2006

|

Vol. 13, No. 3

371-379

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad szybkością wysokotemperaturowego utleniania obecnie najczęściej stosowanych stali zaworowych H10S2M i 50H21G9N4. Badaniami objęto również stal niskostopową 40HM stosowaną na zawory dolotowe silników oraz stal austenityczną H23N18. W przeprowadzonych badaniach stwierdzono zaskakująco duży spadek żaroodpomości stali chromowo-manganowej 50H21G9N4 w temperaturach przekraczających 800°C. Szybkość utleniania tej stali w temperaturze 900°C ponad sześciokrotnie przekroczyła umowną wartość Ig/(m2-h) wyznaczającą granicę żaroodpomości stali. Tak duży spadek żaroodpomości stali 50H21G9N4 należy wiązać ze zwiększoną kruchością zgorzeliny zawierającej tlenki manganu, co potwierdziły badania makroskopowe. W przeprowadzonych badaniach najwyższą żaroodpomość wykazywala stal austenityczna chromowo-niklowa H23N18, ale możliwości zastosowania tej stali na zawory wylotowe są bardzo ograniczone ze względu na stosunkowo niskie wtasności wytrzymatościowe w temperaturach przekraczających 700°C. W świetle przeprowadzonych badań w pelni uzasadniona jest konieczność podjęcia prac nad opracowaniem ceramicznych powłok kompozytowych stwarzających bariery cieplne na powierzchniach zaworów narażonych na dzialanie gorących gazów spalinowych.

EN

The paper presents the results of a study into the high temperature oxidation of H10S2M and 50H21G9N4 steels, currently the most commonly used valve steels. The study also comprised the low-alloy 40HM steel used for internal-combustion engine intake valves as well as the H23N18 austenitic steel. The study demonstrated a remarkably high decrease of the heat resistance of the chromium manganese 50H21G9N4 steel at temperatures exceeding 800°C. The oxidation rate at 900°C exceeded the arbitrary 1g/(m2źh) heat resistance limit by over six times. Such a high decrease of heat resistance of 50H21G9N4 seems related to increased fragility of the scale containing manganese oxides, which was confirmed by a macroscopic study. The austenitic chromium-nickel H23N18 steel. revealed the highest level of heat resistance but its low mechanical properties at temperatures exceeding 700°C considerably reduces its potential use in exhaust valves. The present study necessitates future research into the development of ceramic composite coatings that would constitute thermal barriers on valve surfaces exposed to hot exhaust gases.

16

Żaroodporne warstwy dyfuzyjne Ni-AI-Cr wytworzone na stalach C45 I WNL

Piasecki A., Młynarczak A., Popławski M.

Inżynieria Powierzchni

|

2006

|

nr 2

59-62

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, składu chemicznego, grubości i żaroodporności warstw dyfuzyjnych Ni-AL-Cr. Warstwy wytworzono na stalach C45 i WNL metodą wstępnego niklowania galwanicznego, a następnie chromoaluminiowania dyfuzyjnego w mieszaninie proszkowej o składzie 60%(60%A1+40% Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4Cl w temperaturze 950 °C w ciągu 6 godzin. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że wytworzone warstwy charakteryzują się wysoką odpornością na cykliczne utlenianie w zakresie temperatur 670°C - 850°C. Najlepszą żaroodpornością charakteryzowała się warstwa wytworzona na stali C45.

EN

Results of structure, chemical composition, thickness and heat resistance tests of Ni-A1-Cr diffusion layers are presented. The layers were produced on C45 and WNL steel samples by means of initial nickel electroplating and further diffusion chromo-aluminizing in powder mixture of composition: 60%(60%Al+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4Cl at temperature of 950°C within 6 hours. The obtained testing results have proved, that produced layers are characterized by high resistance to cyclic oxidation within the temperature range of 6709C - 850°C. The layers produced on C45 steel showed the highest heat resistance.

17

Materiały stosowane na urządzenia energetyczne. Teraźniejszość i przyszłość

Drop M., Włoczyk E.

Dozór Techniczny

|

2006

|

z. 1

9--15

18

Badania długotrwałego wygrzewania drutu oporowego ze stali 0H23J5 aluminiowanego dyfuzyjnie

Mola R., Przybyłowicz K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2005

|

Z. 82

101-105

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań długotrwałego, cyklicznego wygrzewania stali 0H23J5 z nałożonymi żaroodpornymi powłokami aluminiowymi. Próbki były poddane 200 cyklom (po dwie godziny każdy) ogrzewania do temperatury 1200°C i chłodzenia do temperatury pokojowej. Analizę mikrostruktury warstw dyfuzyjnych przeprowadzono przy pomocy mikroskopu skaningowego JEOL JSM-5400, analizę rozmieszczenia pierwiastków w warstwie wierzchniej i podłożu wykonano przy pomocy mikroanalizatora rentgenowskiego LINK ISIS serii 300.

EN

This paper shows the effects of long time, cyclic heating of the 0H23J5 steel covered with the heat resistance aluminium coatings. The specimens were heated at the 1200°C and cooling (heat cycle 2h). The microstructure of diffusion coatings has been examined by scanning electron microscope. The analysis of distributions elements in diffusion coatings and base material was carried out using X-ray analyzer Oxford 300.

19

Stopy tytan-aluminium na osnowie faz międzymetalicznych i ich odporność na utlenianie

Król S.

Ochrona przed Korozją

|

2005

|

nr 4

111-114

PL

W pracy omówiono nowoczesne stopy tytanu z aluminium na osnowie faz międzymetalicznych Ti3Al i TiAl, a w szczególności zasady kształtowania składu chemicznego i struktury w aspekcie właściwości mechanicznych, technologicznych oraz odporności na korozję wysokotemperaturową. Przedstawiono porównanie danych literaturowych z badaniami własnymi dotyczącymi oddziaływania Ta, Nb i Cr. Przeanalizowano budowę produktów utleniania w zależności od składu stopu.

EN

This paper treats modern titan aluminides in Ti3Al and TiAl intermetallic matrices and in particular the rules governing the formation of the chemical composition and structure in terms of mechanical, technological properties as well as high temperature corrosion resistance. A comparison of literature data and internal research concerning the influence of Ta, Nb and Cr has been presented. The structure of oxidation products in relation to alloy composition was analyzed.

20

Mikrostruktura i odporność na utlenianie powłok aluminidkowych modyfikowanych krzemem i osadzonych metodą Arc-PVD na stopie typu Ti-48Al-2Cr-2Nb

Swadźba L., Moskal G., Mendala B., Góral M.

Inżynieria Materiałowa

|

2005

|

Vol. 26, nr 3

117-123

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostrukturalnych oraz odporności na utlenianie izotermiczne i cykliczne, powłoki na osnowie fazy TiAl3 modyfikowanej krzemem osadzonej metodą Arc-PVD na stopie Ti-48Al-2Cr-2Nb. Zastosowana dwustopniowa metoda pozwoliła na wytworzenie pokrycia ochronnego o grubości rzędu 40 žm, wolnego od pęknięć i defektów charakterystycznych dla metod proszkowych (rys. 1). Wytworzona powłoka, bezpośrednio po osadzeniu, zbudowana byłą z dominującej fazy TiAl3 modyfikowanej krzemem oraz krzemków tytanu Ti5Si3, stwierdzono również obecność aluminium (rys. 4). Zastosowana następnie obróbka dyfuzyjna w temperaturze 950 °C przez łącznie 10 godzin pozwoliła na uzyskanie jedynie pożądanych faz aluminidkowych i krzemków tytanu (rys. 5). Zastosowana obróbka spowodowała rozrost warstwy przejściowej w wyniku dordzeniowej dyfuzji aluminium, a w konsekwencji powstanie krzemków tytanu, co spowodowało zmniejszenie aktywności tytanu poprzez jego wiązanie w krzemki (rys. 7, tab. 3). Rozrost pokrycia miał charakter dyfuzyjny i przebiegał parabolicznie (rys. 3). Zastosowanie powłoki TiAlSi pozwoliło na znaczną poprawę odporności stopu na długotrwałe utlenianie, zarówno w warunkach izotermicznych (rys. 8) jak i cyklicznie zmiennej temperatury (rys. 9). Było to możliwe dzięki odpowiedniemu doborowi metody oraz składu chemicznego powłoki. Otrzymano powłokę TiAlSi zbudowaną z dominującej fazy TiAl3, oraz fazy Ti5Si3, bez pęknięć i porów o grubości zapewniającej zachowanie długotrwałej odporności na utlenianie. Obecność wysokoaluminiowej fazy oraz powstawanie krzemków tytanu wpłynęło na zwiększenie aktywności aluminium i równoczesne zmniejszanie aktywności tytanu, a co za tym idzie na wzrost skłonności do selektywnego utleniania aluminium i zwiększenia żaroodporności stopu podłoża (rys. 10).

EN

This article presented the microstructural investigations of TiAlSi coatings deposited on TiAlCrNb alloy by Arc-PVD method. Results of the cyclic and isothermal oxidation tests of based alloy with and without oxidation resistance coating modified by Si was showed as well. Protective layer was deposited by two steps Arc-PVD method. The thickness of the layer was ca. 40 žm. The TiAlSi type of coating was free from cracks and characteristic for pack cementation methods imperfection (Fig. 1). Thought after deposition process, the TiAlSi coating was built from dominated a TiAl3 phases modified by Si as well titanium silicides Ti5Si3. The presence of an aluminum areas was confirmed too (Fig. 4). The homogenization process at 950 °C and diffusion treatment at the same temperature by together 10 hours permitted on formation in the coating only desirable phases such as titanium trialuminides and titanium silicides (Fig. 5). Diffusion treatment caused a growth of transition sublayer as a result of inward diffusion of aluminum. Formation of Ti-Si phases caused a decrease of titanium's activity by Ti bonding to form of Ti5Si3 (Fig. 7, Tab. 3). Application of TiAlSi protective coating permitted on significant improvement of oxidation resistance of basie alloys during isothermal (fig. 8) as well as a long term cyclic conditions (fig. 9). It was possible by the suitable seleetion of method of coating deposition and their chemical composition with thickness sufficient to obtainment of long term high oxidation resistance. The presents of high aluminum activity phases such as TiAl3 and formation of titanium silicides Ti5Si3 caused inereasing of aluminum activity and decreasing of titanium activity. In consequence susceptibility to selective oxidation of Al and inereasing of heat resistance was noticed (Fig. 10).