Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructural characterization of borided Co-Cr-Mo alloy

Ucar Nazim, Gülüstan Can, Calik Adnan

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 4(70)

90--98

EN

This study involves the effect of boriding powder composition on the microstructure and hardness of a CoCrMo alloy borided in a solid medium using the powder pack method. To investigate the effect of boriding powder composition, two different commercial boriding agents, Ekabor-HM and Ekabor III, were thoroughly mixed with ferrosilicon powders to form the boriding media. The CoCrMo samples were tightly packed with the Ekabor-HM and Ekabor III boriding powders in stainless steel containers to minimize oxidation. The boriding process was carried out under atmospheric conditions for 9 h in an electrical resistance furnace preheated to 1223 K. X-ray diffraction (XRD) analyses revealed that the surfaces of the borided CoCrMo alloys consisted of a bilayer composed of CoB and Co2B phases and also contained minor amounts of CrB, Mo2B5, and Mo2B. The average thickness of the boride layer in the samples borided with Ekabor HM and Ekabor III powders was 28±4.1 μm and 21±2.3 μm, while the average hardness of the boride layer was 1752±5.3 HV0.1 and 1364±3.8 HV0.1, respectively.

2

Metallurgical characterization and kinetics of borided 34CrNiMo6 steel

Ucar N., Yigit M., Calik A.

Advances in Materials Science

|

2020

|

Vol. 20, nr 4(66)

38--48

EN

Boriding of 34CrNiMo6 steel was performed in a solid medium consisting of Ekabor-II powders at 1123, 1173 and 1223 K for 2, 4 and 6 h. Morphological and kinetic examinations of the boride layers were carried out by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The thicknesses of the boride layers ranged from 22±2.3 to 145±4.1 depending on boriding temperature and time. The hardness of boride layer was about 1857 HV0.1 after boriding for 6 h at 1223 K, while the hardness of the substrate was only around 238 HV0.1. Growth rate constants were found to be between 1.2×10-13 – 9.8×10-13 m2/s depending on temperature. The activation energy for boron diffusion was estimated as 239.4±8.6 kJ mol-1. This value was comparable to the activation energies reported for medium carbon steels in the literature.

3

Tribological properties and metallurgical characteristics of different diffusion layers formed on steel

Senatorski Jan, Tacikowski Jan, Mączyński Paweł

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 4

18--21

EN

The article presents results of investigations of wear resistance by friction, employing the “3 cylinder-cone” method, of selected structural and tool steels, subjected to given thermo-chemical treatment, i.e. boriding, carburizing, nitriding, chromizing and titanizing. It was observed that a proportionality exists between their wear resistance and the value of surface unit loading. Moreover, the friction-wear properties of these layers exhibited certain differences, dependent on their microstructure and chemistry.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie przez tarcie metodą: „3 wałeczki – stożek” wybranych stali konstrukcyjnych i narzędziowych poddanych określonej obróbce cieplno-chemicznej tj. borowaniu, nawęglaniu, azotowaniu, chromowaniu i tytanowaniu. Zauważono wprost proporcjonalną zależność ich odporności na zużycie od wartości nacisków powierzchniowych. Ponadto właściwości tarciowo-zużyciowe tych warstw wykazały pewne różnice zależne od ich struktury i budowy.

4

Boride Layer Growth Kinetics of AISI H13 Steel Borided with Nano-Sized Powders

Karakaş M. S., Günen A., Kanca E., Yilmaz E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 1

159--165

EN

Growth kinetics of boride layers in AISI H13 steel was investigated using the pack boriding method at temperatures of 1073, 1173 and 1273 K (800°C, 900°C and 1000°C) for periods of 2, 4 and 6 h with nano-sized boron (NB) and micron-sized Ekabor II powders as boriding agents. The total thickness of the boride layer (including both FeB and Fe2B) after boriding at 1273 K (1000°C) for 6 h was 103.8 μm and 96.5 μm for the NB and Ekabor II specimens, respectively. X-ray diffraction analysis of the boride layers on the surfaces borided with NB and Ekabor II revealed the presence of FeB and Fe2B phases with sawtooth morphology. The FeB/Fe2B volume ratio was higher in the specimens borided with NB. The thickness of the boride layer (FeB + Fe2B) increased with the increasing boriding temperature and time. The FeB layer in the NB specimen displayed a (002) preferred orientation.

5

Diffusion layers formed on steel and their wear behaviour

Senatorski J., Tacikowski J., Mączyński P.

Tribologia

|

2016

|

nr 3

161--169

EN

The article presents the results of investigations of wear resistance by friction, employing the “3 cylinder-cone” method, of selected structural and tool steels, subjected to given thermo-chemical treatment, i.e. boriding, carburizing, nitriding and chromizing. It was observed that a proportionality exists between their wear resistance and the value of surface unit loading. Moreover, the friction-wear properties of these layers exhibited certain differences, dependent on their microstructure and chemistry.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie przez tarcie metodą: „3 wałeczki–stożek” wybranych stali konstrukcyjnych i narzędziowych poddanych określonej obróbce cieplno-chemicznej, tj. borowaniu, nawęglaniu, azotowaniu i chromowaniu. Zauważono wprost proporcjonalną zależność ich odporności na zużycie od wartości nacisków powierzchniowych. Ponadto właściwości tarciowo-zużyciowe tych warstw wykazały pewne różnice zależne od ich struktury i budowy.

6

Zastosowanie boru i miedzi do laserowej modyfikacji powierzchni stali C45

Bartkowska A., Pertek-Owsianna A., Popławski M., Bartkowski D.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

276--280

PL

Zbadano wpływ miedzi na procesy borowania dyfuzyjnego i laserowego. Analizowano mikrostrukturę oraz wybrane właściwości stali konstrukcyjnej C45. Miedź nanoszono na stal przed procesami borowania w postaci powłoki galwanicznej. Proces borowania dyfuzyjnego przeprowadzono metodą gazowo-kontaktową w proszku zawierającym bor amorficzny, w temperaturze 950°C przez 4 h. Natomiast proces borowania laserowego polegał na naniesieniu pasty z borem amorficznym, a następnie przetopieniu jej wiązką lasera. Laserową obróbkę cieplną wykonano za pomocą lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPH typu TLF 2600 Turbo o mocy znamionowej 2,6 kW. Zastosowano następujące stałe parametry laserowej obróbki cieplnej: moc wiązki lasera P = 1,04 kW, prędkość skanowania wiązką lasera v = 2,88 m/min, średnica wiązki lasera d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. Laserową obróbkę cieplną przeprowadzono dwoma metodami: 1) przetapiania laserowego warstwy galwaniczno-dyfuzyjnej, 2) stopowania laserowego, które polegało na przetopieniu powłoki galwanicznej z pastą borującą. W wyniku borowania dyfuzyjnego warstwa miała iglastą mikrostrukturę borków żelaza o twardości 1600÷1800 HV0,1, natomiast mikrostruktura warstwy borowanej laserowo była złożona ze strefy przetopionej zawierającej eutektykę borkowo–martenzytyczną, strefy wpływu ciepła oraz rdzenia o mikrotwardości w strefie przetopionej ok. 1400÷1600 HV0,1. Zastosowanie boru i miedzi oraz laserowej modyfikacji spowodowało uzyskanie warstw powierzchniowych o mikrotwardości rzędu 1200÷1800 HV0,1, które charakteryzowały się dobrą kohezją.

EN

The influence of copper on diffusion and laser boriding processes was investigated. Microstructure and selected properties of C45 steel were analyzed. Copper in the form of galvanic coating was applied on steel prior to the boriding process. Diffusion boriding process was performed at 950°C for 4 h in powder comprising amorphous boron using gas-contact method. Whereas laser boriding process consisted of applied a paste with amorphous boron on steel substrate, and then remelting using laser beam. TLF 2600 Turbo technological CO2 laser from TRUMPH with a rated output of 2.6 kW was used to laser heat treatment. In these studies, the following constant parameters of the laser heat treatment were used: laser beam power P = 1.04 kW, scanning speed v = 2.88 m/min, laser beam diameter d = 2 mm and the distance between tracks f = 0.50 mm. Laser heat treatment was carried out by two methods: 1) remelting the galvanic-diffusion layer by laser, 2) laser alloying, which consisted of remelted galvanic coating with boriding paste. As a result of diffusion boriding process the layer had needle-shape microstructure of iron borides with a hardness in the range from 1600 to 1800 HV0.1, whereas microstructure of laser borided layer was composed of remelted zone (containing boride–martensitic eutectic), heat affected zone and core. Microhardness in remelted zone was in the range from 1400 to 1600 HV0.1. Application boron, copper and laser modification leads to obtain microhardness of surface layers with the value from 1200 to 1800 HV0.1, and their good cohesion with substrate.

7

Struktura i właściwości warstw borowanych modyfikowanych chromem oraz obrobionych wiązką laserową

Bartkowska A., Pertek A.

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 2

71-73

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, mikrotwardości, kruchości i odporności na zużycie przez tarcie warstw borowanych modyfikowanych chromem i wiązką laserową. Warstwy wytworzono na próbkach ze stali C45 metodą galwanicznego chromowania, borowania oraz laserowej obróbki cieplnej. Zbadano wpływ modyfikacji na właściwości warstw borowanych. Wykazano, że modyfikacja warstwy borowanej chromem oraz wiązką laserową wpływa na mikrostrukturę i właściwości.

EN

Results of observations of microstructure, microhardness, brittleness and wear resistance of boronized layers modified with chromium and laser beam are presented. The layers have been produced on C45 steel by chromium plating method, boriding and laser heat treatment. The influence of modification on properties boronized layers has been investigated. It was shown, that the modification of boronized layers with chromium and laser beam affects on their microstructure and properties.

8

Wpływ temperatury i czasu borowania dyfuzyjnego na kinetykę i właściwości warstwy wierzchniej wytworzonej na stali C45 wstępnie niklowanej galwanicznie

Bartkowska A., Pertek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 1

28--31

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, mikrotwardości i odporności na zużycie przez tarcie warstw borowanych i boroniklowanych. Warstwy wytworzono na próbkach ze stali C45 metodą galwanicznego niklowania oraz borowania gazowo-kontaktowego w temperaturze 950°C i 1050°C przez 2÷4 h. Mikrostruktura warstwy po procesie borowania w temperaturze 950°C i 1050°C składa się z iglastych borków żelaza o mikrotwardości 1600÷1800 HV0,05. Grubość warstwy borowanej w temperaturze 950°C przez 4 h wynosi ok. 100 μm, a w temperaturze 1050°C zwiększa się do ok. 200 μm. Po boroniklowaniu w temperaturze 950°C struktura warstwy wierzchniej składa się z dwóch stref: pierwszej przypowierzchniowej o mikrotwardości 1000÷1200 HV0,05 i drugiej położonej głębiej o mikrotwardości odpowiadającej borkom żelaza. Warstwa boroniklowana w temperaturze 1050°C w przypowierzchniowej strefie miała zwiększoną porowatość, przy zachowaniu mikrotwardości typowej dla borków żelaza. W temperaturze 1050°C warstwa boroniklowana była 2÷3-krotnie grubsza niż warstwa boroniklowana w temperaturze 950°C. Zbadano kinetykę borowania i boroniklowania w temperaturze 950°C przez 2, 3 i 4 h. Stwierdzono, że wraz z wydłużeniem czasu procesu borowania zwiększa się grubość warstwy borowanej i boroniklowanej. Warstwy boroniklowane w temperaturze 950°C mają mniejszą odporność na zużycie przez tarcie niż warstwy boroniklowane w 1050°C.

EN

The paper presents the results of research on the microstructure, microhardness and wear resistance of boronized and boronickeliezed layers. These layers were produced on C45 steel by means of the galvanic nickelizing method and gas-contact boronizing at the temperatures of 950°C and 1050°C for 2÷4 h. The microstructure of the layers after boronizing at both temperatures consisted of needle iron boride, characterized by a microhardness of about 1600÷1800 HV0.05. The thickness of the boronized layers at the temperature of 950°C for 4 h was about 100 μm, and at the temperature of 1050°C, it grew to about 200 μm. After boronickelizing at the temperature of 950°C, the microstructure of the surface layer was composed of two zones: the first subsurface with a microhardness of 1000÷1200 HV0.05, and the second situated deeper, with a microhardness equivalent to iron borides. The boronickelized layer at the temperature of 1050°C in the subsurface zone has an increased porosity, and a microhardness typical of iron borides over the entire layer. At the temperature of 1050°C, the boronickelized layer was 2÷3 times thicker than the boronickelized layer at the temperature of 950°C. The kinetics of boronizing and boronickelizing at the temperature of 950°C for 2, 3, 4 h was investigated. It was concluded that with an increasing time of the boronizing process, the thickness of the boronized and boronickelized layers increases. The boronickelized layers at the temperature of 950°C have a lower wear resistance than the boronickelized layers at 1050°C.

9

Wpływ modyfikacji laserowej na mikrostrukturę i mikrotwardość warstw boroniklowanych i borochromowanych

Bartkowska A., Pertek A., Popławski M.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

452--455

PL

W pracy przedstawiono wpływ modyfikacji wiązką laserową warstwy boroniklowanej i borochromowanej na mikrostrukturę i mikrotwardość oraz odporność na zużycie przez tarcie stali C45. Warstwy borowane z niklem i chromem wytworzono metodą galwaniczno-dyfuzyjną (rys. 1). Wytworzono powłokę galwaniczną, którą następnie borowano w temperaturze 950°C przez 4 h. W efekcie otrzymano warstwę dwustrefową złożoną z ciągłej strefy przypowierzchniowej i iglastych borków żelaza (rys. 2, 3). Wytworzone w ten sposób warstwy modyfikowano wiązką laserową z użyciem lasera technologicznego CO 2 . W wyniku oddziaływania wiązki laserowej stwierdzono obecność trzech stref: przetopionej, wpływu ciepła i rdzenia (rys. 4÷7). Badano mikrotwardość warstw powierzchniowych przed i po procesie laserowej modyfikacji. Stwierdzono korzystny wpływ modyfikacji laserowej na mikrotwardość warstw boroniklowanych i borochromowanych. Otrzymane profile mikrotwardości wykazują łagodne przejście od powierzchni przez strefę przetopioną, strefę wpływu ciepła, aż do rdzenia (rys. 8, 9). Laserowa modyfikacja wpływa korzystnie na odporność na zużycie przez tarcie warstw galwaniczno-dyfuzyjnych (rys. 10).

EN

The paper presents the influence of laser beam modification of boronickelized and borochromized layers on microstructure, microhardness and wear resistance of C45 steel. The boronized layers with nickel and chromium were produced by galvanic-diffusion method (Fig. 1). Galvanic coating was prepared, and then boriding at temperature 950°C for 4 h was performed. The dual-zone microstructure consisting of a continuous surface zone and needles of iron borides (Fig. 2, 3) was obtained. The layers produced in this way

10

Analiza strukturalna i fazowa warstw borowanych modyfikowanych niklem i chromem

Bartkowska A., Pertek A., Miklaszewski A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

448--451

PL

W pracy przedstawiono wpływ modyfikacji niklem i chromem na strukturę warstwy borowanej wytworzonej na stali C45. Warstwy modyfikowane wytworzono metodą galwaniczno-dyfuzyjną. Powłokę niklu lub chromu otrzymano metodą elektrochemiczną. Następnie przeprowadzono proces borowania dyfuzyjnego w temperaturze 950°C oraz 1050°C przez 4 h. Warstwa borowana po modyfikacji miała budowę dwustrefową (rys. 1÷4, 6, 8). Składała się z ciągłej strefy przypowierzchniowej i iglastych borków żelaza. Przeprowadzono rentgenowską analizę fazową. Stwierdzono obecność borków żelaza i borków niklu w warstwach modyfikowanych niklem (rys. 5) oraz borków żelaza i borków chromu w warstwach modyfikowanych chromem (rys. 9). Otrzymane fazy były zgodne z wykresami równowagi Fe-B, Ni-B oraz Cr-B. Mikroanaliza EDS wykazała obecność pierwiastka modyfikującego w ciągłej strefie przypowierzchniowej (rys. 3, 7).

EN

The paper presents the influence of modification of nickel and chromium on the structure of borided layer produced on C45 steel. Modified layers were produced by galvanic-diffusion method. Nickel or chromium coating was obtained by electroplating method. Afterwards, the diffusion boriding pro- cess was carried out at temperature 950°C and 1050°C for 4 h. The borided layer after modification had dual-zone structure (Fig. 1÷4, 6, 8). It consisted of a continuous surface zone and coniferous iron borides. The X-ray phase analysis was carried out. It was found presence of iron and nickel borides phases in layers modified with nickel (Fig. 5) and iron and chromium borides phases in layers modified with chromium (Fig. 9). The obtained phases were consistent with the equilibrium diagrams Fe-B, Ni-B and Cr-B. EDS microanalysis showed the presence of the modifying element in continuous surface zone (Fig. 3, 7).

11

The effect of diffusion boriding on durability of the agricultural tools used in the soil

Bartkowski D., Młynarczak A., Gościański M.

Archives of Mechanical Technology and Automation

|

2012

|

Vol. 32, no. 4

7--14

EN

The results of the influence of diffusion bonding on durability of the agricultural tools used in the soil were presented. Field tests of durability of the tools were conducted in the soil class Ii 1 and IV. The degree of wear of the tools using optical scanner and a method of mass loss were evaluated. The boronizing layers were made by the gas-contact method with the so-called open retort. Thickness and hardness of the boronizing layers were investigated. The produced layers were characterized by a coniferous and a two-phase structure composed of iron borides FeB zone at the surface and Fe2B in the core. It was shown that the hardness of the boronizing layers is about 2000 HV0,05, and the thickness is 200 microns. It was found that the durability of diffusion bonding tools increased comparing to traditionally processed tools.

12

Evaluation of selected steel thermochemical treatment technologies using foresight methods

Dobrzańska-Danikiewicz A. D., Hajduczek E., Polok-Rubiniec M., Przybył M., Adamaszek K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 46, nr 2

115--146

EN

Purpose: The purpose of this article is to evaluate the development efficiency of classical steel thermochemical treatment. The criterion assumed for dividing the technologies into groups was the thermochemical treatment kind. Three technology groups were selected to realised researches, as follows: nitriding, carburising and diffusion boriding. Design/methodology/approach: In the framework of foresight-materials science researches: a group of matrices characterising technology strategic position was created, materials science experiments using: light microscope, transmission and scanning electron microscopes, X-ray diffractometer, microhardness tester, work-stands for testing of thermal fatigue resistance and mechanical fatigue strength, abrasion and corrosion resistance were conducted and technology roadmaps were prepared. Findings: The outcarried researches pointed out the great industrial importance of nitriding and carburising and good perspectives for these technology groups. However, diffusion boriding is obsolete and will slowly leave the market. Research limitations/implications: Researches concerning steel thermochemical treatment constitute a part of a larger research project aimed at identifying, researching, and characterizing the priority innovative technologies in the field of materials surface engineering. Practical implications: Nitriding and carburising with their popularity and good quality-price relation can be recommended for use in small and medium enterprises. Obsolete diffusion boriding is not recommended for that. Originality/value: The value of this paper is to evaluate the value of thermochemical treatment technologies in the background environment with their future development perspectives determination including the influence of thermochemical treatment on the quality, microstructure and properties of surface layers obtained by thermochemical treatment.

13

Laserowa modyfikacja warstw boro niklowych

Bartkowska A., Pertek A.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 1

16-20

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i mikrotwardości warstw boroniklowanych modyfikowanych laserowo. Warstwy wytworzono na próbkach ze stali C45 metodą galwanicznego niklowania, borowania gazowo- kontaktowego oraz laserowej obróbki cieplnej. Zbadano wpływ gęstości mocy lasera i prędkości posuwu wiązki lasera na efekty modyfikacji laserem. Wykazano, że przyjęte parametry pracy lasera (gęstość mocy, prędkość) wpływają na mikrostrukturę i właściwości otrzymanych ścieżek.

EN

This paper presents the results of observations of microstructure and microhardness of laser modified boronnickelized layers. The layers were produced on C45 steel with nickel electroplating, boriding and laser heat treatment. The influence of laser power density and scanning rate on effects of laser modification of layer have been investigated. It is shown, that the laser work parameters (power density, scanning rate) influence on microstructure and properties of tracks.

14

Cohesion and fracture toughness of gradient boride layers formed by borocarburizing

Makuch N., Kulka M., Pertek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

558-561

EN

Different methods were used to formation of boride layers. The typical borided layers were formed by diffusion boriding and through hardening. Besides, the gradient boride layer was formed by two-step diffusion borocarburizing and through hardening. In gradient boride layer the transition carburized zone between iron borides zone and the substrate was observed. This layer was characterized by changeable microstructure and diminished microhardness gradient of the iron borides to the substrate. The Rockwell C indentation test was used to cohesion rating of borided and borocarburized layers without and with heat treatment. The significant differences between borocarburized and borided layers concerning cohesion were not observed. However, the heat treatment after diffusion processes plays an important role. After through hardening all the examined layers are characterized by higher cohesion in comparison with the same layers without heat treatment. The positive influence of gradient boride layer on the fracture toughness was found. The highest fracture toughness was observed in case of diffusion borocarburized layer within all the range of loading used. There are two reasons for increased fracture toughness of gradient boride layer formed by borocarburizing: first, the diminished microhardness gradient between iron borides zone and substrate; second, the differences in the microstructure, especially, the changeable crystals orientation of iron borides.

PL

Zastosowano różne metody wytwarzania warstw borkowych. Typową warstwę borowaną wytworzono za pomocą dyfuzyjnego borowania i utwardzania cieplnego. Gradientową warstwę borków wytworzono za pomocą dwustopniowego dyfuzyjnego procesu boronawęglania i utwardzania cieplnego. W warstwie tej między borkami żelaza a rdzeniem występuje strefa nawęglona. Warstwa taka charakteryzuje się zmienną mikrostrukturą i łagodniejszym spadkiem twardości od powierzchni do rdzenia. Test twardości Rockwella w skali C został wykorzystany do oceny kohezji badanych warstw bez obróbki cieplnej i po utwardzaniu cieplnym. Nie stwierdzono istotnych różnic odnośnie do kohezji warstw borowanych i boronawęglanych. Jednak badania wykazały duże znaczenie obróbki cieplnej. Po utwardzaniu cieplnym badane warstwy charakteryzowały się lepszą kohezją niż te same warstwy bez obróbki cieplnej. Stwierdzono pozytywny wpływ gradientowej warstwy borkowej na odporność na pękanie. Największą odporność na pękanie obserwowano w przypadku warstwy boronawęglanej w całym zakresie stosowanych obciążeń. Przyczynami większej odporności na pękanie gradientowej warstwy borkowej są: po pierwsze - profil twardości o łagodniejszym spadku, po drugie - różnice w mikrostrukturze borków żelaza, a zwłaszcza ich zmienna orientacja krystalograficzna.

15

Badania wpływu metalotermicznych mieszanin proszkowych na tworzenie się faz i strukturę powłok z borków metali

Babul T., Galynskaia N., Kucharieva N., Pietrovic S.

Inżynieria Powierzchni

|

2010

|

Nr 4

36-43

PL

W artykule przedstawiono problem doboru mieszaniny proszkowej do borowania wytwarzanej przy użyciu technologii samorozwijającej się wysokotemperaturowej syntezy (SWS). Zaprezentowano wyniki obliczeń termodynamicznych reaktywnych mieszanin w stanie równowagowym oraz bazy, która stanowią proszki w procesie dyfuzyjnym. Ustalono tez warunki kształtowania warstw dwufazowych, w sposób teoretyczny i doświadczalny. Proces borowania prowadzono w temperaturze 9500C w czasie 4 h. Otrzymane warstwy badano przy użyciu mikroskopu skaningowego oraz analizy rentgenowskiej celem identyfikacji faz. Stwierdzono możliwość uzyskiwania warstw o różnej budowie fazowej, różnej ich grubości, a także rodzaju fazy z przewaga występowania FeB i Fe2B, a także zmierzono twardość przy zastosowaniu ośmiu różnych składów mieszanin proszkowych.

EN

This paper describes the problems with selecting powder mixtures for boriding, using self-evolving high-temperature synthesis (SWS) technology. The results of thermo dynamical calculations of reacting mixtures in equilibrium state are presented, as well as of their base, which consists with the powders destined in diffusion processes. The conditions for forming of diphase coatings, on the base of boron, were theoretically and empirically determined. The boriding processes were performed at temperature 950 0C in time of 4h. The obtained coatings were examined with the use of scanning microscopy and X-ray analyzer for phase analysis. There was determined the possibility of acquiring coatings with different phase compositions, thickness oflayers, also the phase fraction with the amount of particular phases FeB and Fe2B, as well as microhardness for eight different powder compositions.

16

Gradient boride layers formed by diffusion processes and by laser modification of diffusion layers

Kulka M., Pertek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 2

147-152

EN

Two methods of production of gradient boride layers have been summarized in this paper. The examined gradient boride layers were formed by tandem processes: precarburizing and boriding (borocarburizing) or precarbonitriding and boriding (borocarbonitriding) and by laser surface modification of the borided or borocarburized layers. The microstructure and properties of these layers have been compared with typical borided layers (through-hardened after boronizing) and with other diffusion layers. The mechanism and requirements of the gradient boride layers formation have also been described. The gradient boride layers are characterized by a changeable microstructure, by a lower hardness gradient of the iron boride zone to the substrate, by a higher abrasive wear resistance and by a higher resistance to low-cycle fatigue during radial compression. The proposed gradient boride layers can be applied in the case of machine elements working under difficult operating conditions. The traditionally high abrasive wear resistance of the boride layer is still higher and the fatigue strength increases considerably in comparison with typical borided layers.

PL

W pracy podsumowano dwie metody wytwarzania gradientowych warstw borków żelaza. Warstwy gradientowe wytwarzano za pomocą procesów posobnych: nawęglania i borowania (boronawęglanie) lub azotonawęglania i borowania (boroazotonawęglanie) oraz za pomocą laserowej modyfikacji powierzchni przeprowadzanej po borowaniu lub boronawęglaniu. Mikrostrukturę i właściwości użytkowe tych warstw porównano z typową warstwą borowaną, hartowaną objętościowo po borowaniu oraz z innymi warstwami dyfuzyjnymi. Opisano mechanizm i warunki wytwarzania takich gradientowych warstw borkow żelaza. Gradientowe warstwy borkowe charakteryzują się zmienną mikrostrukturą, łagodniejszym spadkiem twardości w kierunku rdzenia, większą odpornością na ścieranie i większą wytrzymałością zmęczeniową przy promieniowym ściskaniu. Proponowane gradientowe warstwy borkowe mogą znaleźć zastosowanie w przypadku elementów pracujących w trudnych warunkach. Tradycyjnie wysoka odporność na ścieranie warstw borowanych rośnie, a niskocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa jest znacznie wyższa.

17

An investigation on fatigue life of borided AISI 1010 steel

Celik O. N., Gasan H., Ulutan M., Saygin M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 32, nr 1

13-17

EN

Purpose: This study aims to investigate the fatigue life of box borided AISI 1010 steel materials. Design/methodology/approach: Fatigue specimens firstly have been prepared according to ASTM E466-96 standard and normalized. Then their surfaces have been cleaned by polishing. Boriding heat treatment has been applied in solid media with the help of Ekabor2 powder. Specimens have been borided at 1173-1223-1273 and 1323 K temperatures for 2-4 and 6 hours respectively. Fatigue tests have been made in rotating-bend test device. Separate S-N diagram has been formed for each boriding condition and then their results were compared with the results of the specimens on which any heat treatment has not been made. Findings: As a result it has been seen that boriding has no positive effect on fatigue life of AISI 1010 steel materials. And also it has been determined that fatigue life of the materials on which boriding heat treatment applied, decreases in between 14 %-55 %. Research limitations/implications: It can be noted that the reasons of short fatigue life determination are the boride layer’s much higher hardness than the substrate material’s, and the micro cracks existed between boride phases formed onto the surface. Originality/value: The investigations on fatigue life of borided AISI 1010 steel were made.

18

Wpływ powłoki niklu na efekty borowania dyfuzyjnego stali konstrukcyjnej C45

Bartkowska A., Pertek A.

Inżynieria Powierzchni

|

2009

|

Nr 2

89-92

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, mikro twardości i odporności na zużycie przez tarcie warstw boroniklowanych. Warstwy wytworzono na próbkach ze stali C45 metodą galwanicznego niklowania i następującego po nim borowania gazowo-kontaktowego oraz hartowania i odpuszczania, Zbadano wpływ grubości powłoki niklu na właściwości warstw boroniklowanych.. Wykazano, że mikro twardość i odporność na zużycie przez tarcie zależą od struktury warstwy.

EN

The results of structure, microhardness, and wear resistance investigations of boronnickelized layers are presented. The layers were produced on C45 steel with galvanic nickelizing, boriding and heat treatment (hardening and tempering) methods. The results presents influence of nickel layers thickness on properties boronickelized layers. It is shown, that microhardness and wear resistance depends on structure of layer.

19

Struktura właściwości konstrukcyjnej stali 42CrMo4 po regulowanym azotowaniu i laserowym stopowaniu borem

Bartkowska A., Pertek A., Wiśniewski K.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2009

|

Vol. 29, nr 1

83-91

PL

W artykule omówiono strukturę, mikrotwardość i odporność na zużycie przez tarcie azotowanej stali 42CrMo4 po laserowym stopowaniu borem. Badaniom poddano ścieżki ułożone wzdłuż linii śrubowej. Po laserowej obróbce w mikrostrukturze stwierdzono występowanie trzech stref: przetopionej, wpływu ciepła i rdzenia. Badania wykazały stopniowy spadek mikrotwardości od powierzchni do rdzenia. Odporność na zużycie przez tarcie warstw azotowanych, stopowanych borem zależy od parametrów laserowej obróbki cieplnej.

EN

The paper presents structure, microhardness and wear resistance of nitrided 42CrMo4 steel after laser alloying with boron. Tests were carried out with helical line tracks. In the microstructure after laser heat treatment three zones have been observed: melted zone, heat affected zone and core. Research proved gradual decresing of microhardness from surface to core. The wear resistance of laser surface modification layer dependent on laser treatment parameters.

20

Laserowe stopowanie borem azotowanej stali 42CrMo4

Wiśniewski K., Bartkowska A., Pertek A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją

|

2008

|

Nr 9

117-123

PL

W artykule omówiono strukturę i mikrotwardość azotowanej stali 42CrMo4 po stopowaniu laserowym borem. Proces wytwarzania warstwy wierzchniej składał się z dwóch etapów: azotowania gazowego oraz stopowania laserowego borem. Zbadano wpływ obróbki laserowej na mikrostrukturę i mikrotwardość wytworzonej warstwy wierzchniej. Badano ścieżki ułożone wzdłuż linii prostej i śrubowej. Mikrostruktura ścieżek wykazała występowanie trzech stref: przetopionej, wpływu ciepła i rdzenia. Zaobserwowano, że ze wzrostem mocy lasera wzrasta twardość ścieżek, ale zwiększa się przy tym porowatość struktury.

EN

The paper presents structure and microhardness of nirrided 42CrMo4 steel after laser alloying with boron. Surface layer making process consisted of two stages, gaseous nitriding and laser alloying with boron. The purpose of this experiment was to test the effect of laser treatment parameters on surface layer microstructure and microhardness. Tests were carried out on straight line tracks and helical line tracks. Microstructure of tracks shows the presence of three zones: melted zone, heat affected zone and core. It was observed, that together with gradual increase of laser power, microhardness of trucks increased, as well as its porosity.