Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przemiany fazowe zachodzące w układach Fe/NH3/H2 oraz Fe-N

Michalski Jerzy, Frączek Tadeusz

Inżynieria Powierzchni

|

2021

|

nr 1

5--13

PL

W artykule omówiono na podstawie literatury przemiany fazowe w azotkach żelaza wytworzonych na proszkach żelaza i na próbkach litych. Przedstawiono przemiany fazowe podczas wyżarzania w atmosferze NH3/H2 oraz w atmosferach obojętnych. Wskazano podobieństwo przemian fazowych w różnych atmosferach zastosowanych podczas wyżarzania. Opisano warunki przemian fazowych w azotkach żelaza podczas wyżarzania w atmosferze NH3/H2, w argonie oraz próżni. Przemiany fazowe zachodzące podczas wyżarzania w atmosferze NH3/H2 są odwracalne, występuje w nich zjawisko histerezy. Podczas przemiany fazowej ɛ→γ’ w atmosferze NH3/H2 do momentu zakończenia przemiany ma miejsce emisja azotu do atmosfery. Natomiast niezbędnym warunkiem przebiegu przemiany γ’→ɛ jest strumień azotu z atmosfery do powierzchni. Przemiany fazowe podczas wygrzewania w próżni i argonie są nieodwracalne. Podczas ciągłego ogrzewania azotowanych proszków żelaza z szybkością 30 K/min w próżni i argonie mogą wystąpić dwie przemiany fazowe, którym nie towarzyszy ubytek masy. Pierwsza, (α+γ’)→γN w zakresie temperatur 540÷550°C w próżni i 620÷630°C w argonie oraz druga, (γ+γ’)→ɛ w zakresie 610÷620°C w próżni i 690÷710°C w argonie. W przypadku nagrzewania w argonie początek ubytku masy rejestrowano w temperaturze ok. 860°C, natomiast w próżni kończy się w tej temperaturze odazotowanie austenitu azotowego γN. Podczas wyżarzania w temperaturze 360ºC przemianie fazowej ɛ→γ’ w warstwie ɛ/γ’ towarzyszy wzrost grubości fazy γ’, który odbywa się kosztem grubości strefy ɛ, przy czym całkowita grubość warstwy po przemianie jest taka sama, jak jej grubość w stanie wyjściowym. W temperaturze 420ºC po zakończonej przemianie ɛ→γ’, utworzona monofazowa warstwa γ’ jest grubsza od warstw ɛ/γ’ w stanie wyjściowym.

EN

In the article, based on the literature, the phase changes in iron nitrides on iron powders and on solid samples were discussed. Phase transformations in NH3/H2 atmosphere and in inert atmospheres are discussed. The similarity of phase transformations in different atmospheres used during annealing were indicated. The conditions of phase transformations in iron nitrides during annealing in NH3/H2 atmosphere, argon and vacuum were discussed. Phase transformations occurring during annealing in the NH3/H2 atmosphere are reversible and there is a hysteresis phenomenon. During the phase transformation ɛ→γ' in the NH3/H2 atmosphere until the transformation is completed, nitrogen emission to the atmosphere takes place. On the other hand, the condition for the course of the transformation of γ'→ɛ is the nitrogen flow from the atmosphere to the surface. Phase changes during heating in vacuum and argon are irreversible. During continuous heating at a rate of 30 K / min in vacuum and argon, nitrided iron powders, two phase transformations may occur, which are not accompanied by weight loss, the first (α+γ') →γN in the temperature range 540÷550°C in a vacuum and 620÷630°C in argon and the second (γ+γ') →ɛ in the range of 610÷620°C in vacuum and 690÷710°C in argon. In the case of heating in argon, the onset of weight loss was recorded at a temperature of about 860°C. Whereas in vacuum the denitration of nitrogen austenite γN ends at this temperature. During annealing at the temperature of 360°C, the phase change ɛ→γ′ in the ɛ/γ′ layer is accompanied by an increase in the thickness of the γ′ phase, which is at the expense of the thickness of the ɛ zone, while the total thickness of the layer after the transformation is the same as its initial thickness. At the temperature of 420°C, after the completion of the γ′ transformation, the formed monophasic layer γ′ is thicker than the ɛ/γ′ layers in the initial state.

2

Azotowanie nanokrystalicznego żelaza mieszaniną amoniaku i wodoru w temperaturze 300°C

Wilk B., Kiełbasa K., Arabczyk W.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 10

1816-1820

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu azotowania nanokrystalicznego żelaza oraz redukcji uzyskanych nanokrystalicznych azotków żelaza mieszaninami azotującymi o różnym składzie chemicznym w temp. 300°C w stanach stacjonarnych. Stwierdzono istnienie histerezy zależności stopnia zaazotowania żelaza od potencjału azotującego stosowanej mieszaniny NH3+H2. Zaprezentowano przebieg zmian składu fazowego próbki podczas azotowania nanokrystalicznego żelaza i redukcji otrzymanych nanokrystalicznych azotków żelaza. Wykazano znaczne odstępstwa zachowania układu nanokrystaliczne żelazo-amoniak-wodór od otrzymanych przez Lehrera zależności dla materiałów grubokrystalicznych. W układzie nanokrystaliczne żelazo-amoniak-wodór stwierdzono występowanie mieszanin azotków żelaza i żelaza w szerokim zakresie potencjałów azotujących.

EN

Spent nanocryst. Fe catalyst for NH3 synthesis was nitrided and reduced with NH3+H2 mixt. at 300°C to a mixt. of nanocryst. α-Fe(N) + γ’-Fe4N and γ’-Fe4N + ε-Fe3-2N phases and a ternary α-Fe(N) + γ’-Fe4N + ε-Fe3-2N system. The chem. and phase compn. was confirmed by X-ray diffractometry and at. emission spectroscopy. The nitriding degree increased with increasing nitriding potential of the NH3+H2 mixt.

3

Nitrided layers on unalloyed steels with an enhanced corrosion resistance

Wach P., Michalski J., Burdyński K.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 12

447--450

EN

The paper presents nitrided layers on C10 steel and their corrosion properties. Nitrided layers with a surface layer of iron nitrides with the γ’ (Fe4N) structure were formed on unalloyed steel upon which their investigation was performed. The Surface layers of iron nitrides had a thickness of 3.0 to 11.0 μm. Such layers may constitute an alternative for the hitherto industrially manufactured, thick-surface layers of nitrides exceeding 20 μm, subsequently oxidised and impregnated. The so-produced layers were subject to basic metallographic, X-ray crystallography and corrosion resistance testing carried out using electrochemical methods and in a neutral salt spray chamber. It was found that the layers consisting exclusively of γ’ phase had a good corrosion resistance. A complete tightness and thickness of the layers not lower than 9.0 μm is a prerequisite for achieving an enhanced resistance. Thinner layers demonstrated good electrochemical properties however they did not exhibit corrosion resistance in the salt spray chamber.

PL

W artykule przedstawiono warstwy azotowane na stali C10 i ich właściwości korozyjne. Na stali niestopowej wytworzono i przebadano warstwy azotowane z przypowierzchniową warstwa azotków żelaza o strukturze γ’ (Fe4N). Przypowierzchniowe warstwy azotków żelaza posiadały grubość od 3,0 do 11,0 μm. Warstwy takie mogą stanowić alternatywę dla dotychczas wytwarzanych przemysłowo grubych przypowierzchniowych warstw azotków powyżej 20 μm, następnie utlenianych i impregnowanych. Na tak wytworzonych warstwach przeprowadzono podstawowe badania metalograficzne, rentgenostrukturalne oraz odporności korozyjnej wykonane metodami elektrochemicznymi i w komorze obojętnej mgły solnej . Stwierdzono, że warstwy składające się tylko z fazy γ’ posiadają dobrą odporność korozyjną. Warunkiem koniecznym do osiągniecia zwiększonej odporności jest ich całkowita szczelność oraz grubość nie mniejsza niż 9,0 μm. Cieńsze warstwy posiadały dobre właściwości elektrochemiczne ale nie wykazywały odporności korozyjnej w komorze solnej.

4

Pomiary grubości warstw azotków żelaza

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

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

60--65

PL

W artykule omówiono zagadnienie identyfikacji struktur warstw azotowanych na zgładach płaskich i sferycznych wykonanych na powierzchniach próbek azotowanych o geometrii kuli i walca. W sposób szczegółowy przedstawiono podstawy teoretyczne oceny grubości ujawnionych struktur warstw azotków żelaza. Zgłady na powierzchni walca i kuli zilustrowano graficznie. Wprowadzono parametry geometryczne pozwalające na ujawnianie struktur warstw wraz z wiążącymi je zależnościami matematycznymi. Przedstawiono przykłady ujawnianych struktur warstw azotowanych na stali 45.

EN

The article discusses the problem of identification the structures nitrided layers on metallographic plane and spherical cut made of nitrided sample geometry sphere and roller. The detail shows the theoretical evaluation revealed thick layers of nitrides of iron structures. Metallographic cut on the surface of the cylinder and a sphere is illustrated graphically. Introduced geometric parameters allowing disclosure layers structures binding them together with mathematical relations. The examples disclosed structures nitrided layers on steel 45.

5

Niskociśnieniowe źródło plazmy azotowej w technologiach hybrydowych

Betiuk M.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

44--50

PL

W artykule opisano zasadę działania źródła jonów AIDA (opracowanie Białoruskiej Akademii Nauk), którego konstrukcja jest doskonalona w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej. W prowadzonych badaniach źródło zastosowano w technologii hybrydowej złożonej z procesów azotowania gazowego i PA PVD. W celu ilustracji efektów technologicznych z zastosowaniem źródła w procesach PA PVD przedstawiono wyniki badań: oddziaływania formowanego strumienia jonów N2+ i cząstek wzbudzonych N2* powierzchnią Fe oraz współpracy (asysty) źródła w syntezie TiN prowadzonej nad technologią łuku niskociśnieniowego PVD-Arc. Badania wykazały możliwość wzbogacenia plazmy wyładowania łukowego w jony azotu i otrzymywanie powłok TiN o wysokiej adhezji do warstwy azotków żelaza.

EN

The article describes the principle of operation of the ion source AIDA (worked out at the Belarusian Academy of Sciences) which design was perfected in the Institute of Precision Mechanics. In this study, source used in hybrid technology consisting of a gas nitriding and PA PVD. In order to illustrate the effects of technological sources using PA PVD processes presents the results of effects: the impact of molded stream of ions (N2+) and excited molecule (N2*) reactive surface Fe and cooperation sources with in the synthesis of TiN conducted on the technology of low pressure arc PVD-Arc. Studies have shown enrichment arc discharge plasma, and nitrogen ions produce coatings with high adhesion TiN layer of iron nitride.

6

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.

7

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.

8

Struktura warstw azotowanych na powierzchni zgładu sferycznego

Betiuk M., Tacikowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 3

39-45

PL

Stanowisko badawcze Kulotester pozwala w sposób szybki i precyzyjny ujawniać strukturę cienkich warstw i powłok na powierzchni zgładu sferycznego wykonywanego kulą. W artykule omówiono zagadnienie zidentyfikacji struktur warstw azotowanych na zgładach sferycznych. Przedstawiono przykłady ujawnianych struktur warstw azotowanych na stalach konstrukcyjnych 40HM i 38HMJ ulepszanych cieplnie.

EN

Thin films and coatings surface structures can be quickly and accurately revealed on their metallographic spherical polished microsections done with the use of the Kulotester ball. The problem of identifying the structure nitriding layers on spherical microsection is discussed. The examples of structures of nitriding layers on 38HMJ, 40HM guenched and tempered steels are presented.

9

Kinetics of nanocrystalline iron nitriding

Arabczyk W., Zamłynny J., Moszyński D.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2010

|

Vol. 12, nr 1

38-43

EN

Nitriding of nanocrystalline iron was studied under the atmosphere of pure ammonia and in the mixtures of ammonia - hydrogen - nitrogen at temperatures between 350°C and 500°C using thermogravimetry and x-ray diffraction. Three stages of nitriding were observed and have been ascribed to the following schematic reactions: (1) α-Fe → γ-Fe4N, (2) γ- Fe4N → ε - Fe3N and (3) ε - Fe3N → ε - Fe2N. The products of these reactions appeared in the nitrided nanocrystalline iron not sequentially but co-existed at certain reaction ranges. The dependence of a reaction rate for each nitriding stage on partial pressure of ammonia is linear. Moreover, a minimal ammonia partial pressure is required to initiate the nitriding at each stage.

10

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.

11

Korozja i pasywacja warstw azotowych na żelazie

Flis-Kaburska I., Flis J., Michalski J., Zakroczymski T.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

nr 4-5

113-116

PL

Badano korozyjne zachowanie warstw wierzchnich żelaza z azotkami ?, ?' i ? +?' otrzymanymi na drodze azotowania gazowego w 570oC. Pomiary przeprowadzono w obojętnych i zakwaszonych roztworach siarczanów oraz w buforze boranowym o pH = 8,4 bez i z dodatkiem chlorków lub amoniaku. Odporność korozyjna warstw azotkowych w roztworach siarczanów była większa niż odporność żelaza, natomiast w roztworze boranowym ich odporność była mniejsza. Pomimo zwiększonej korozji ogólnej, w boranach z dodatkiem chlorków warstwy azotkowe wykazywały bardzo wysoką odporność na korozję wżerową. Analiza powierzchni za pomocą XPS wykazała, że produkty korozji na azotowanym żelazie zawierały znacznie większe ilości tlenków żelaza, zwłaszcza magnetytu, niż na żelazie nieazotowanym. Zaproponowano wyjaśnienie, że anodowe zachowanie azotowanego żelaza w słabo- zasadowym roztworze jest określone głównie przez wpływ powstającego amoniaku. Intensywne anodowe roztwarzanie można wyjaśnić tworzeniem rozpuszczalnych kompleksów z amoniakiem, a duże ilości magnetytu można tłumaczyć zachodzeniem wspomaganej przez amoniak konwersji FeOOH + Fe(II) do Fe3O4. Zwiększona odporność na korozję wżerową azotowanego żelaza może być spowodowana powstawaniem większej ilości tlenków żelaza i wiązaniem chlorków w kompleks Fe-NH3-Cl.

EN

Corrosion behaviour of iron nitrides ?, ?' and ? + ?' ' (formed by gas nitriding at 570oC) was examined in neutral and acidifi ed sulphate solutions and in borate buffer of pH 8.4, without and with chlorides or ammonia. In chloride-free solutions, nitride layers showed in comparison with unnitrided iron higher corrosion resistance in neutral and acidifi ed solutions, but lower resistance in the borate buffer. Despite of increased general corrosion, in borate solution with an addition of chloride anions nitride layers exhibited a very high resistance to pitting corrosion. XPS analysis showed that anodic films on nitrided iron contained much larger amounts of iron oxides, in particular of magnetite, than those on untreated iron. It was suggested that the anodic behaviour of nitrided iron in slightly alkaline solution was determined mainly by the effect of evolving ammonia. Increased anodic dissolution can be explained by the formation of soluble complexes with ammonia, whereas increased amounts of magnetite can be due to the ammonia-promoted conversion of FeOOH + Fe(II) to Fe3O4. It was proposed that the enhanced pitting resistance of nitrided iron resulted mainly from the formation of large amounts of iron oxides and from binding of chloride anions into a Fe-NH3-Cl complex.

12

Utilization of spent iron catalyst for ammonia synthesis

Arabczyk W., Narkiewicz U., Lendzion-Bieluń Z., Moszyński D., Pełech I., Ekiert E., Podsiadły M., Pelka R., Jędrzejewski R., Moszyñska I., Sibera D.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2007

|

Vol. 9, nr 3

108-113

EN

Several methods of the utilization of spent iron catalyst for ammonia synthesis have been presented. The formation of iron nitrides of different stoichiometry by direct nitriding in ammonia in the range of temperatures between 350°C and 450°C has been shown. The preparation methods of carbon nanotubes and nanofibers where iron catalyst catalyse the decomposition of hydrocarbons have been described. The formation of magnetite embedded in a carbon material by direct oxidation of carburized iron catalyst has been also presented.

13

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.

14

Rola warstwy azotków (węgloazotków) żelaza w kinetyce wzrostu warstwy dyfuzyjnej na stalach stopowych

Ratajski J., Tacikowski J., Suszko T.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

558-561

PL

Obecnie obraz dotyczący znajomości czynników i mechanizmów tworzenia się określonej budowy warstwy azotków (węgloazotków) na stalach nie jest jeszcze kompletny. Ogranicza to możliwości kształtowania zmian własności użytkowych tej warstwy oraz zawęża zakres sterowania kinetyką wzrostu warstwy dyfuzyjnej. Problem ten nie był do tej pory dyskutowany szerzej w literaturze. Ze wstępnych badań przeprowadzonych przez autorów wynika, że to właśnie skład i budowa fazowa warstwy azotków jest jednym z głównych czynników, który kształtuje kinetykę wzrostu warstwy dyfuzyjnej na stalach.

EN

There is an incomplete image regarding knowledge of all factors and mechanisms forming the composition and phase structure of compound layer on steels. It limits our abilities of influence on functional qualities of this layer and narrows the range of an aware control of diffusion layer kinetics of growth. Apart from few remarks, the latter aspect has not been discussed in the literature so far, however, as it comes out from the research performed by the authors, it is just the composition and the phase structure of nitrides layer (carbonitrides), which have their essential (not depending on nitogen potential and temperature) share in formation of the diffusion zone, and its effective thicknesses in particular.

15

Kształtowanie się struktury fazowej przypowierzchniowej warstwy azotków i węgloazotków żelaza.

Ratajski J., Tacikowski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

267-273

PL

Obecnie, w przypadku tworzenia się warstwy azotowanej na stalach istnieje niepełny obraz wszystkich czynników i mechanizmów kształtujących skład i budowę fazową warstwy azotków. Powoduje to ograniczone możliwości wpływania na zmiany własności użytkowych tej warstwy oraz zwęża zakres świadomego sterowania kinetyką wzrostu warstwy dyfuzyjnej. Ten drugi aspekt nie był do tej pory poza nielicznymi wzmiankami uwzględniany w literaturze, a jak wynika z badań przeprowadzonych przez autorów to właśnie skład i budowa fazowa warstwy azotków mają swój istotny, niezależnie od potencjału azotowego i temperatury udział w formowaniu się warstwy dyfuzyjnej a w szczególności jej grubości efektywnych. Zagadnienia te w niniejszej pracy były głównym powodem do podjęcia badań zmierzających do pełniejszego zrozumienia mechanizmów odpowiedzialnych za przemiany fazowe zachodzące w warstwie azotków na wybranych stalach stopowych i węglowych. W prezentowanych w pracy badaniach dotyczących stali 20, N9 i 4340 wykazano, że tworzenie się na nich warstwy azotków odbywa się wg dwóch sekwencji: alfa->gama'->epsilon1 oraz alfa->epsilon2->gama'->epsilon1. Zaobserwowano, że dominacja jednej lub drugiej sekwencji tworzenia się warstwy zależy od składu chemicznego stali, głównie zawartości węgla oraz od potencjału azotowego w danej temperaturze procesu. Odnotowano również charakterystyczne zmiany fazowe zachodzące w warstwie funkcji czasu.

EN

The incomplete image regarding knowledge of all factors and mechanisms forming the composition and phase structure of nitrides layer limits our abilities of influence the functional qualities of this layer and narrows the range of controling over diffusion layer kinetics of growth. Apart from few remarks, this other aspect has not been discussed in the literature so far, however, as it comes out from the research performed by the authors, it is just the composition and the phase structure of nitrides layer, which have their essential (not depending on nitrogen potential and temperature) share in formation of diffusion zone, and its effective thicknesses in particular. These problems mentioned above were a main impulse for better undertanding of mechanisms that are responsible for phase evolutions taking place in nitrides layer on chosen alloys and carbon steels. In the research presented in the article concerning steels 20, N9 and 4340 it was proved that formation of nitrides layer happens along two sequences alpha->gamma'->epsilon1 and alpha->epsilon 2->gamma'=>epsilon1. It was observed that domination of the first or second sequence of layer formation depends mainly on chemical composition of steel and nitrogen potential at given temperature. Characteristic phase changes taking place in the layer in the function of time have also been noticed.

16

Zastosowanie zużytych katalizatorów żelazowych jako napełniaczy do żywic epoksydowych i termoplastów

Arabczyk W., Kaliszewski M.

Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej. Instytut Technologii Nieorganicznej

|

1998

|

Nr 547

189-192

PL

W Polsce powstaje rocznie ok. 100-200 Mg odpadowego katalizatora żelazowego z produkcji amoniaku. W formie zredukowanej zawiera on obok żelaza 3,3% Al2O3; 3,2% CaO; 0,8% K2O. Średnia wielkość jego krystalitów wynosi około 30 nm, powierzchnia właściwa około 11 m kwadratowych na gram, a współczynnik porowatości równa się 0,5. Właściwości te wpływają na łatwość otrzymania drobnokrystalicznych azotków żelaza w wyniku reakcji katalizatora z amoniakiem. Interesujące własności elektryczne i ferromagnetyczne, a także odporność na korozję chemiczną spowodowały, że postanowiono wykorzystać katalizator żelazowy i otrzymane z niego azotki jako napełniacze do tworzyw sztucznych. Sporządzono kompozycje żywicy epoksydowej i polietylenu z rozdrobnionym katalizatorem żelazowym. Badano wpływ rozmiaru ziaren napełniacza na własności mechaniczne, elektryczne i reologiczne kompozytów.

EN

Plastics, in combination with metals, herald new industrial applications, which are not contenplated from either plastics or metals alone. These combinations may lead to synergistic results enhancing properties of both classes of materials. In Poland is produced about 100-200 Mg of wasted iron catalyst from ammonia synthesis. This catalyst has interesting magnetic and electrical properties, what caused it was used a filler for epoxy resin and polyethylene. Mechanical, electrical and rheological properties of composites as function of fillers grains size have been investigated. The fillers fine increase resulted mechanical strenght and electrical conductivity increases.