Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of boron in the surface layer on the structure and the tribological properties of iron alloys

Pertek-Owsianna Aleksandra, Wiśniewska-Mleczko Karolina, Piasecki Adam

Tribologia

|

2019

|

nr 6

73--80

EN

This paper presents two methods of introducing boron into the surface layer of iron alloys, namely diffusion boronizing by means of the powder method and laser alloying with a TRUMPF TLF 2600 Turbo CO2 gas laser. Amorphous boron was used as the chemical element source. As regards diffusion drilling, the influence of temperature and time on the properties of the layer was tested. During the laser alloying, the influence of the thickness of the boriding paste layer as well as the power and laser beam scanning velocity was determined. How the carbon content in steel and alloying elements in the form of chromium and boron influence the structure of the surface layer was tested. To achieve this object, the following grades of steel were used: C45, C90, 41Cr4, 102Cr6, and HARDOX boron steel. The microhardness and wear resistance of the obtained boron-containing surface layers were tested. A Metaval Carl Zeiss Jena light microscope and a Tescan VEGA 5135 scanning electron microscope, a Zwick 3212B microhardness tester, and an Amsler tribotester were used for the tests. The structure of the diffusion- borided layer consists of the needle-like zone of FeB + Fe2B iron borides about 0.15 mm thick, with a good adhesion to the substrate of the steel subjected to hardening and tempering after the boriding process. After the laser alloying, the structure shows paths with dimensions within: width up to 0.60 mm, depth up to 0.35 mm, containing a melted zone with a eutectic mixture of iron borides and martensite, a heat affected zone with a martensitic-bainitic structure and a steel core. The microhardness of both diffusion-borided and laser-borided layers falls within the range of 1000 – 1900 HV0.1, depending on the parameters of the processes. It has been shown that, apart from the structure and thickness of the layer containing boron and microhardness, the frictional wear resistance depends on the state of the steel substrate, i.e. its chemical composition and heat treatment. The results of testing iron alloys in the borided state were compared with those obtained only after the heat treatment.

PL

W pracy przedstawiono dwie metody wprowadzania boru do warstwy wierzchniej stopów żelaza, a mianowicie borowanie dyfuzyjne z zastosowaniem metody proszkowej oraz stopowanie laserowe za pomocą lasera gazowego CO2 TRUMPF TLF2600 Turbo. Jako źródło pierwiastka użyto bor amorficzny. Zbadano w przypadku borowania dyfuzyjnego wpływ temperatury i czasu na właściwości warstwy. Przy stopowaniu laserowym określono oddziaływanie grubości warstwy pasty do borowania oraz mocy i szybkości posuwu wiązki laserowej. Przeanalizowano wpływ zawartości węgla w stali oraz dodatków stopowych w postaci chromu i boru na strukturę warstwy wierzchniej. W tym celu do badań zastosowano stale: C45, C90, 41Cr4, 102Cr6, stal borową HARDOX. Zbadano mikrotwardość oraz odporność na zużycie przez tarcie otrzymanych warstw wierzchnich zawierających bor. Do badań zastosowano mikroskop świetlny Metaval Carl Zeiss Jena i elektronowy mikroskop skaningowy Tescan VEGA 5135, mikrotwardościomierz Zwick 3212B oraz tribotester typu Amsler. Struktura dyfuzyjnej warstwy borowanej składa się z iglastej strefy borków żelaza FeB+Fe2B o grubości do ok. 0,15 mm o dobrej przyczepności z podłożem stali poddanej hartowaniu i odpuszczaniu po procesie borowania. Po stopowaniu laserowym w strukturze występują ścieżki o wymiarach: szerokość do 0,60 mm, głębokość do 0,35 mm, zawierające strefę przetopioną z mieszaniną eutektyczną borków żelaza oraz martenzytu, strefę wpływu ciepła o strukturze martenzytyczno-bainitycznej oraz rdzeń stali. Mikrotwardość warstw borowanych dyfuzyjnie i laserowo mieści się w zakresie 1000÷1900 HV0.1, w zależności od parametrów procesów. Wykazano, że poza strukturą i grubością warstwy zawierającej bor oraz mikrotwardością, odporność na zużycie przez tarcie zależy od stanu podłoża stali, czyli jej składu chemicznego i obróbki cieplnej. Wyniki badań stopów żelaza w stanie borowanym porównano z otrzymanymi tylko po obróbce cieplnej.

2

Borowanie dyfuzyjne stali z zastosowaniem powłoki stopowej Ni-B jako źródła boru

Jończyk Sylwester, Mazurek Anna, Cieślak Grzegorz, Szawłowski Jerzy, Trzaska Maria

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 4

604--609

PL

Przedstawiono wyniki badań dyfuzyjnego borowania żelaza Armco oraz stali 40Cr4 (40H) z zastosowaniem innowacyjnego źródła boru w postaci powłoki stopowej nikiel-bor (Ni-B) wytwarzanej metodą redukcji chemicznej. Na próbki z żelaza Armco oraz stali 40Cr4 nanoszono powłoki Ni-B, które następnie poddawano obróbce cieplnej w celu dyfuzji boru w głąb materiału podłoża i w efekcie wytworzenia warstwy borków żelaza. Strukturę oraz budowę badanych materiałów charakteryzowano za pomocą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego, skaningowej mikroskopii elektronowej oraz mikroskopii świetlnej. Skład chemiczny badano za pomocą analizatora EDS. Wykonano badania metalograficzne oraz pomiary twardości materiału powłok oraz strefy dyfuzyjnej. Przeprowadzone badania wykazały, że powłoki stopowe Ni-B mogą być źródłem boru w procesie borowania dyfuzyjnego żelaza Armco oraz stali 40Cr4. Wykorzystanie powłoki stopowej Ni-B jako źródła boru jest innowacyjne i nie znaleziono doniesień literaturowych o prowadzeniu takich badań.

EN

Washed and etched samples of Armco iron and Cr-steel (Cr content 1.2% by mass) were covered with a Ni-B layer in a galvanic bath based on NiCl₂ and NaBH₄ (90°C, 2 h). Both samples were heated for 2 h at 1000°C to diffuse B in substrate material and to form layers of Fe borides. Chem. compns. of tested materials and their hardness before and after heating were detd. by X-ray energy dispersion spectrometry and microhardness measurements, resp. The tests confirmed the effect of heat treatment on the presence of Fe borides in the heated samples on both substrate materials as well as on their hardness.

3

Heat treatment and thermochemical treatment of tool steel

Bartkowska A., Popławski M., Przestacki D.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2015

|

Vol. 60, nr 2

9--11

EN

The paper presents results of studies of the influence of substrate heat treatment on microstructure and microhardness of boronized tool steels. Diffusion boronizing treatment process was carried out using boronizing powder at temperature of 900ºC for 5 h. After boronizing the microstructure of surface layer was composed of needle-like iron borides. The micro-hardness in the boronized layer was about 1800 HV0,1. The appropriate heat treatment with diffusion boronizing process provides good properties of tool steels such as high hardness, and also good cohesion between subsurface layer and the substrate. This is very important for increasing longevity of tools and parts of machines as tools covered with a resultant boronized layer which can be successfully used in agricultural machines.

PL

W pracy przedstawiono wyniki obróbki cieplnej podłoża na mikrostrukturę i mikrotwardość borowanej stali narzędziowej. Proces borowania dyfuzyjnego stali narzędziowej przeprowadzono w proszku borującym w temperaturze 900ºC w czasie 5 h. Po procesie borowania mikrostruktura warstwy powierzchniowej składała się z iglastych borków żelaza. Mikro-twardość w borowanej warstwie wynosiła ok. 1800 HV0,1. Właściwa obróbka cieplna połączona z procesem dyfuzyjnego borowania prowadzi do otrzymania dobrych właściwości stali narzędziowej, takich jak duża twardość, a przy tym dobra kohezja między warstwą powierzchniową a podłożem. To jest bardzo istotne w celu zwiększenia żywotności narzędzi i części maszyn i narzędzi z wytworzoną warstwą borowaną, które mogą być z powodzeniem stosowane w maszynach rolniczych.

4

Effect of laser modification on structure and selected properties of tool steel

Bartkowska A., Przestacki D., Miklaszewski A., Popławski M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2015

|

Vol. 60, nr 2

12--16

EN

The paper presents test results of boronized VANADIS 6 steel after laser surface modification. Influence of laser heat treatment on the microstructure, microhardness and cohesion of surface layer was investigated. Diffusion boronizing treatment was used in the powder method at the temperature of 900ºC for 5 h .The laser heat treatment was carried out with technological CO2 laser. Laser modification of the boronized layer was carried out with laser power of P = 1.04 kW and at laser beam scanning velocity v: 2.88 mּ min-1, 4.48 m min-1 and laser beam d = 2 mm. After boronizing the microstructure of surface layer had a needle-like iron boride structure. After laser heat treatment, which consisted of remelting a boronized layer, a new layer was obtained which included: remelted zone, heat affected zone and a substrate, with a mild microhardness gradient from the surface to the substrate. The microhardness measured along the axis of track after laser heat treatment of the boronized layer was about 1600 - 1400 HV0,1. As a result of the influence of laser beam, the newly created layer was characterized by better properties in comparison to boronized layers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań borowanej stali VANADIS 6 po modyfikacji laserowej. Badano wpływ laserowej obróbki cieplnej na mikrostrukturę, mikrotwardość i kohezję wytworzonej warstwy. Borowanie dyfuzyjne prowadzono metodą proszkową w temperaturze 900ºC przez 5 h. Laserowa obróbka cieplna była wykonana przy użyciu lasera CO2. Laserową modyfikację warstwy borowanej przeprowadzono przy użyciu mocy lasera P = 1,04 kW i prędkości skanowania wiązką laserową v: 2,88 m min-1, 4,48 m min-1, średnicy wiązki lasera d = 2 mm. Po borowaniu struktura warstwy wierzchniej miała iglastą strukturę borków żelaza. Po laserowej obróbce cieplnej z przetopieniem otrzymano nową warstwę składającą się z: strefy przetopionej, strefy wpływu ciepła i rdzenia o łagodnym gradiencie mikrotwardości od powierzchni do rdzenia. Mikrotwardość w osi ścieżki warstwy wierzchniej laserowo obrobionej cieplnie wynosiła 1600-1400 HV0,1. W wyniku oddziaływania wiązki lasera otrzymana warstwa charakteryzowała się dobrymi właściwościami w stosunku do warstw borowanej.

5

Diffusion and laser boriding of Hardox 450 steel

Kapcińska-Popowska D., Pertek-Owsianna A., Bartkowska A.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2015

|

Vol. 60, nr 2

40-42

EN

The effect of diffusion and laser boriding on the microstructure, microhardness and wear resistance of Hardox 450 steel compared to initial state is the subject of this article. After the boron modification process of Hardox 450 steel microhard-ness and wear resistance increased. After the diffusion boriding a needle-like microstructure of microhardness about 1800-1500 HV0.1 was obtained. As a result of laser boronizing the microstructure consisted of a remelted zone (MZ), heat-affected zone (HAZ) and core. In the remelted zone enriched of boron microhardness was about 1500-1600 HV0.1 The wear resistance tests showed the higher wear resistance of the diffusion borided layers, whereas the lower were in initial state but the lowest was for laser borided layer.

PL

W pracy przedstawiono wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na mikrostrukturę, mikrotwardość oraz odporność na zużycie przez tarcie stali Hardox 450 w porównaniu do stali w stanie wyjściowym. Po procesie modyfikacji stali Hardox 450 borem uzyskano zwiększenie mikrotwardości i odporności na zużycie przez tarcie. W wyniku procesu borowania dyfuzyjnego warstwa miała iglastą strukturę o mikrotwardości ok. 1800-1500 HV0,1. Natomiast w wyniku borowania laserowe-go uzyskano budowę strefową składającą się ze strefy przetopionej, strefy wpływu ciepła oraz rdzenia. W strefie przetopionej wzbogaconej w bor mikrotwardość wynosiła ok. 1500-1600 HV0,1. Badania odporności na zużycie przez tarcie wykazały, że najlepszą odporność posiada warstwa borowana dyfuzyjnie, natomiast mniejszą stal w stanie wyjściowym a najmniejszą warstwa borowana laserowo.

6

Odporność korozyjna stali C45 po borowaniu dyfuzyjnym i laserowym

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

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 2

78--81

PL

Zbadano wpływ procesu borowania dyfuzyjnego i laserowego na odporność korozyjną stali C45. Borowanie dyfuzyjne prowadzono w temperaturze 950°C przez 4 h. Proces borowania laserowego polegał na naniesieniu pasty z borem amorficznym na powierzchnię stali, a następnie przetopieniu jej wiązką światła lasera. Warstwy pasty z borem amorficznym miały grubość 40 μm i 80 μm. Laserowe borowanie wykonano za pomocą lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPH typu TLF 2600 Turbo o mocy znamionowej 2,6 kW. Zastosowano stałe parametry laserowej obróbki cieplnej: gęstość mocy wiązki lasera q = 33,12 kW/cm2, prędkość skanowania wiązką lasera v = 2,88 m/min, średnica wiązki lasera d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. Odporność korozyjną warstw borowanych badano w trzech ośrodkach: w 5% roztworze NaCl, w 5% roztworze HCl i w 5% roztworze NaOH. 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. Mikrotwardość warstwy borowanej laserowo była uzależniona od grubości warstwy pasty borującej i wynosiła w strefie przetopionej 1200÷1800 HV0,1. Badania odporności korozyjnej w roztworach NaCl i NaOH wykazały, że warstwy borowane laserowo są bardziej odporne niż warstwy borowane dyfuzyjnie.

EN

The influence of the diffusion and laser boriding on corrosion resistance of C45 steel was investigated. The diffusion boriding was carried out at 950°C for 4 h. The laser boriding process consisted of applying paste with amorphous boron on the surface of the steel, which was followed by remelting the coating with a laser beam. The layers of paste with amorphous boron had thickness 40 μm and 80 μm. Laser boriding was carried out with a CO2 technology using TRUMPH TLF 2600 Turbo laser of nominal power of 2.6 kW. The following constant parameters of laser heat treatment were used: laser beam density power q = 33.12 kW/cm2, laser beam scanning velocity v = 2.88 m/min, laser beam diameter d = 2 mm and distance between tracks f = 0.50 mm. Corrosion resistance of borided layers was studied in three media: a 5% solution of NaCl, in 5% solution of HCl, and in 5% solution of NaOH. As a result of diffusion boriding the layer had a needle-like microstructure of iron borides with a hardness of 1600 to 1800 HV0.1. However, the microstructure of laser borided layer consisted of remelted zone containing boride-martensite eutectic, heat affected zone and substrate. The hardness of the laser borided layer was correlated to the thickness of boriding paste coating and was 1200÷1800 HV0.1 in the remelted zone. The investigation of corrosion resistance in solutions of NaCl and NaOH showed that laser borided layers were more corrosion resistant that diffusion borided layer.

7

Analiza mikrostruktury i właściwości warstw wierzchnich otrzymanych w wyniku borowania dyfuzyjnego i laserowego stali z mikrododatkiem boru

Pertek-Owsianna A., Kapcińska-Popowska D., Bartkowska A., Wiśniewska K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

256--259

PL

W pracy przedstawiono wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na wybrane właściwości stali Hardox 450 i borowej B27. Proces borowania dyfuzyjnego przeprowadzono w temperaturze 950°C przez 4 h metodą gazowo-kontaktową w proszku zawierającym bor amorficzny. Laserowe borowanie polegało na nałożeniu pasty z borem amorficznym i przetopieniu ją wiązką lasera. Laserową obróbkę cieplną przeprowadzono za pomocą lasera CO2. Zastosowano następujące parametry wiązki laserowej: gęstość mocy q = 28,98 kW/cm2, prędkość skanowania v = 3,84 m/min, średnica wiązki d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. Mikrostruktura po borowaniu dyfuzyjnym w obu stalach składała się z iglastych borków żelaza FeB i Fe2B o mikrotwardości ok. 1800 HV0,1. W wyniku laserowego borowania otrzymano mikrostrukturę złożoną z trzech stref: eutektyki borkowo-martenzytycznej w strefie przetopionej, zawierającej borki żelaza Fe3B i Fe2B, martenzytycznej strefy wpływu ciepła i rdzenia. W wyniku laserowego borowania otrzymano łagodny gradient mikrotwardości między warstwą a rdzeniem, dzięki obecności strefy wpływu ciepła. Mikrotwardość w strefie przetopionej wynosiła ok. 1600÷1100 HV0,1. Stwierdzono, że warstwy borowane laserowo na obu stalach charakteryzowały się większą odpornością na zużycie przez tarcie, dobrą kohezją oraz lepszą odpornością na kruche pękanie niż warstwy borowane dyfuzyjnie. Stal Hardox 450 ze względu na swój skład chemiczny i stan wyjściowy podłoża ma korzystniejsze właściwości od stali borowej B27.

EN

The influence of diffusion and laser boriding on selected properties of Hardox 450 and boron B27 steels was presented. The diffusion boriding was performed at 950°C for 4 hours using the gas-contact method in powder containing amorphous boron. Laser boriding consisted of applying the paste with amorphous boron, and then the remelted it by laser beam. Laser heat treatment was carried out with a CO2 laser. The laser parameters were as follows: power density q = 28.98 kW/cm2, the scanning speed v = 3.84 m/min, the beam diameter d = 2 mm and the distance between the tracks f = 0.50 mm. Microstructure after diffusion boriding in both steels consist of needle-like iron borides FeB and Fe2B and its microhardness was approx. 1800 HV0.1. As a result of laser boriding, the new microstructure consisted of three zones: boron-martensite eutectic in remelted zone with containing Fe2B and Fe3B iron boride phases, marteniste heat-affected zone and the core. As a result of laser boriding the mild microhardness gradient between the layer and the core was obtained, due to the presence of heat affected zone. Microhardness in remelted zone was approx. 1600÷1100 HV0.1. It was found that a laser borided layers in both steels characterized by a higher wear resistance, good cohesion and better fracture toughness than the diffusion borided layers. Hardox 450 steel due to its chemical composition and initial state of the substrate has advantageous properties than of B27 boron steel.

8

Laser modification of B-Ni galvanic-diffusion layer

Bartkowska A., Pertek-Owsianna A., Przestacki D.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2014

|

Vol. 59, nr 1

6--11

EN

The paper presents test results for boronickelized C45 steel after laser surface modification. Influence of laser heat treatment on the microstructure, microhardness, cohesion and wear resistance of surface layer was investigated. The process of galvanic-diffusion boronickelized layer consists of nickel plating followed by diffusion boronizing. For nickel plating Watts bath was used, which uses a combination of nickel sulfate and nickel chloride, along with boric acid. Diffusion boronizing treatment was used in the gas-contact method at temperature 950ºC for 4 h in boronizing powder, containing: amorphous boron, KBF4 as activator and carbon black as a filler. The laser heat treatment (LHT) was carried out with technological laser TRUMPF TLF 2600 Turbo CO2 of nominal power 2.6 kW. Laser modification of the boronickelized layer was carried out with laser power P 1.04 kW and at laser beam scanning rate v: 0.67 m∙min-1, 1.12 m∙min-1, 2.88 m∙min-1 and laser beam d = 2 mm. After boronickelizing the microstructure of surface layer was composed of: compact-continuous subsurface zone of microhardness 1200 HV0,1, and deeper situated zone , at microhardness similar to needle-like iron borides. After laser heat treatment with re-melting, a new layer was obtained, which included: re-melted zone (MZ), heat affected zone (HAZ) and a substrate, with a mild microhardness gradient from the surface to the substrate. The microhardness measured along the axis of track after laser heat treatment of the boronickelized layer was about 1100 HV0,1. As a result of the influence of laser beam, the new layer was characterized by good properties in comparison to boronized and boronickelized layers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań boroniklowanej stali C45 po laserowej modyfikacji. Badano wpływ laserowej obróbki cieplnej na mikrostrukturę, mikrotwardość, kohezję i odporność na zużycie przez tarcie wytworzonej warstwy. Proces wytwarzania galwaniczno-dyfuzyjnej warstwy boroniklowanej składał się z: nakładania wstępnej powłoki galwanicznej niklu i następnego borowania dyfuzyjnego. Do niklowania galwanicznego użyto kąpieli Wattsa, która składała się z siarczanu niklawego, chlorku niklawego, kwasu borowego. Borowanie dyfuzyjne prowadzono metodą gazowo-kontaktową w temperaturze 950o C w proszku borującym zawierającym bor amorficzny, aktywator KBF4 i wypełniacz w postaci sadzy. Laserowa obróbka cieplna (LOC) była wykonana przy użyciu lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPF TLF 2600 Turbo o mocy nominalnej 2,6 kW. Laserową modyfikację warstwy boroniklowanej przeprowadzono przy użyciu mocy lasera P = 1,04 kW i prędkości skanowania wiązką laserową v: 0,67 m∙min-1, 1,12 m∙min-1, 2,88 m∙min-1, średnicy wiązki lasera d = 2 mm. Po boroniklowaniu struktura warstwy wierzchniej składa się z: przypowierzchniowej zwartej ciągłej strefy o mikrotwardości 1200 HV0,1 i głębiej położonej o strukturze iglastej odpowiadającej mikrotwardości borkom żelaza oraz rdzenia. Po laserowej obróbce cieplnej z przetopieniem otrzymano nową warstwę składającej się z: strefy przetopionej (SP), strefy wpływu ciepła (SWC) i rdzenia o łagodnym gradiencie mikrotwardości od powierzchni do rdzenia. Mikrotwardość w osi ścieżki warstwy wierzchniej laserowo obrobionej cieplnie wynosiła 1100 HV0,1. W wyniku oddziaływania wiązki lasera otrzymana warstwa charakteryzowała się dobrymi właściwościami w stosunku do warstw borowanej i boroniklowanej.

9

Influence of diffusion boriding and laser boriding on corrosion resistance Hardox 450 steel

Kapcińska-Popowska D., Pertek-Owsianna A., Bartkowska A., Bartkowski D., Przestacki D.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2014

|

Vol. 59, nr 2

40--45

EN

The article presented an influence of diffusion boriding and laser boriding on microstructure, microhardness and corrosion resistance of Hardox 450 steel. After the boron modification process of Hardox 450 steel was obtained an increase result of microhardness and resistance to corrosion. After the diffusion boriding obtained needle-like microstructure of microhardness 1800-1500 HV0.1. Whereas after laser boriding microstructure was consisted of a remelted zone (MZ), heataffected zone (HAZ) and core. In the remelted zone enriched in boron the microhardness was about 1600 HV 0.1. Corrosion resistance tests showed, that the higher corrosion resistance in solutions of pH = 3.5 and pH = 7.0 have a diffusion boriding layers, whereas in the pH = 11.0, the laser boriding layers.

PL

W artykule przedstawiono wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na mikrostrukturę, mikrotwardość i odporność korozyjną stali Hardox 450. Po procesie modyfikacji stali Hardox 450 borem uzyskano zwiększenie mikrotwardości i odporności na korozyjnej. W wyniku procesu borowania dyfuzyjnego warstwa miała iglastą strukturę o mikrotwardości ok. 1800-1500 HV0,1. Natomiast w wyniku borowania laserowego uzyskano budowę strefową składającą się ze strefy przetopionej, strefy wpływu ciepła oraz rdzenia. W strefie przetopionej wzbogaconej w bor mikrotwardość wynosiła ok. 1600 HV0,1. Badania odporności korozyjnej wykazały, że lepszą odporność korozyjną w roztworach pH = 3,5 oraz pH = 7,0 posiadają warstwy borowane dyfuzyjnie, natomiast w pH = 11,0 warstwy borowane laserowo.

10

Obróbka cieplna objętościowa i powierzchniowa stali z mikrododatkiem boru

Pertek-Owsianna A., Kapcińska-Popowska D., Bartkowska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 5

401--404

PL

Zbadano wpływ wyżarzania, hartowania, odpuszczania oraz rodzaju ośrodka chłodzącego na mikrostrukturę, mikrotwardość i odporność na zużycie przez tarcie stali z dodatkiem boru. Na podstawie analizy mikrostruktury i pomiarów twardości po procesach wytypowano najlepsze parametry obróbki cieplnej objętościowej, za które przyjęto proces hartowania z temperatury 900°C w wodzie i odpuszczania w 560°C przez 1 h. W tych warunkach uzyskano bardziej równomierną mikrostrukturę i mikrotwardość rzędu 300 HV0,1. Proces laserowego stopowania stali borem przeprowadzono dla wybranych parametrów obróbki cieplnej objętościowej. Laserowe borowanie polegało na naniesieniu pasty z borem amorficznym na powierzchnię stali, a następnie przetopieniu jej wiązką lasera. Laserową obróbkę cieplną (LOC) wykonano za pomocą lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPH typu TLF 2600 Turbo o mocy znamionowej 2,6 kW. Zastosowano następujące parametry laserowej obróbki cieplnej: gęstość mocy wiązki lasera q = 37,26 kW/cm2, prędkość skanowania wiązką lasera v = 3,84 m/min, średnica wiązki lasera d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. W wyniku borowania laserowego otrzymano mikrostrukturę złożoną ze strefy przetopionej, zawierającej eutektykę borkowo-martenzytyczną oraz strefy wpływu ciepła, o łagodnym gradiencie mikrotwardości od 1300 HV0,1 przy powierzchni do 300 HV0,1 w podłożu.

EN

The effect of annealing, quenching, tempering and the type of cooling medium on microstructure, microhardness and wear resistance of steel with added boron were investigated. The analysis of the microstructure and hardness measurements after processes allowed to select the best parameters of volume heat treatment, such as: hardening of 900°C in water and tempering at 560°C for 1 hour. Under these conditions a higher and more uniform structure and micro-hardness of 300 HV0.1 were obtained. The process of laser alloying of steel with boron was carried for the selected parameters the volume heat treatment. Laser boriding consisted of applying paste with amorphous boron on the steel surface, and then remelting with a laser beam. Laser heat treatment (LHT) was carried out with a CO2 technology laser TRUMPH type TLF 2600 Turbo of nominal power of 2.6 kW. The following parameters of laser heat treatment were used: laser beam density power q = 37.26 kW/cm2, laser beam scanning velocity v = 3.84 m/min, laser beam diameter d = 2 mm and distance between tracks f = 0.50 mm. As a result, laser boriding produced the microstructure composed of remelted zone containing boride-martensit eutectic and heat affected zone with a mild gradient of microhardness of 1300 HV0.1 at the surface to 300 HV0.1 in substrate.

11

Wpływ borowania dyfuzyjnego na mikrostrukturę i wybrane właściwości stali konstrukcyjnej

Pertek A., Kapcińska-Popowska D., Bartkowska A.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2013

|

Vol. 58, nr 1

147--150

PL

W artykule przedstawiono porównawcze badania wpływu borowania dyfuzyjnego na właściwości stali C45 i 41Cr4. Zbadano mikrostrukturę, skład fazowy, mikrotwardość, odporność na kruche pękanie i odporność na zużycie przez tarcie tych stali.

EN

The article presents a comparative research of influence of boronizing on the properties of C45 and 41Cr4 steels. Microstructure, phase composition, microhardness, fracture toughness and wear resistance of the steels were examined.

12

Wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na mikrostrukturę i wybrane właściwości stali Hardox 450

Pertek-Owsianna A., Kapcińska-Popowska D., Bartkowska A., Wiśniewski K.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

530--533

PL

Zbadano wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na mikrostrukturę, mikrotwardość i odporność na zużycie przez tarcie stali Hardox 450. Proces borowania dyfuzyjnego przeprowadzono metodą gazowo-kontaktową W temperaturze 950°C przez 4 h. Próbki z wytworzoną warstwą poddano hartowaniu z temperatury austenityzowania 850°C w oleju i następnie odpuszczono w temperaturze 150°C przez 1 h. Warstwy borowane wytworzone metodą dyfuzyjną porównano z warstwami borowanymi laserowo. Laserowe borowanie polegało na naniesieniu pasty z borem na powierzchnię stali, a następnie przetopieniu jej wiązką lasera. Laserową obróbkę cieplną (LOC) wykonano za pomocą lasera technologicznego CO, ﬁrmy TRUMPH typu TLF 2600 Turbo o mocy znamionowej 2,6 kW. Zastosowano następujące stałe parametry laserowej obróbki cieplnej: gęstość mocy q = 37,26 kW/cm2, prędkość skanowania wiązką v = 3,84 m/min, średnica wiązki d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f= 0,50 mm if= 0,28 mm. Po borowaniu dyfuzyjnym otrzymano warstwę składającą się z iglastych borków żelaza mikrotwardości 1500÷1800 HVO,l. W rdzeniu stali po utwardzaniu cieplnym uzyskano mikrotwardość ok. 400 HVO,1. W wyniku borowania laserowego otrzymano mikrostrukturę złożoną ze strefy przetopionej, zawierającej eutektykę borkową oraz strefy wpływu ciepła o łagodnym gradiencie mikrotwardości w zakresie od 1300 HVO,1 przy powierzchni do ok. 400 HVO,1 w rdzeniu. Badania odporności na zużycie przez tarcie wykonano za pomocą tribometru MBT-01 typu Amsler w układzie: próbka (obracający się pierścień)-przeciwpróbka (płytka z węglika spiekanego). Badania wykazały, że stal Hardox 450 borowana dyfuzyjnie i laserowo charakteryzuje się większą odpornością na zużycie przez tarcie od stali w stanie wyjściowym.

EN

The inﬁuence of diffusion and laser boriding on microstructure, microhardness and Wear resistance ofHardox 450 steel was investigated. The diffusion boriding process Was carried out With gas-contact method at 950°C for 4 h. The samples with diffusion layer were quenched from austenitizing temperature 850°C in oil and then tempered at 150°C. Diffusion borided layers were compared with laser borided layers. Laser boriding consisted of covering steel surface with boron paste and then remelting it with a laser beam. Laser heat treatment (LHT) was carried out by means of a technological CO, laser Trumph TLF 2600 Turbo of nominal power of 2.6 kW. The following constant parameters were applied: power density q = 37.26 kW/cm2, laser beam scanning velocity v = 3.84 m/min, beam diameter d - 2 mm and distance between tracksf= 0.50 mm. After diffusion boriding a layer consisting of needle-like iron borides was obtained with microhardness of 1500÷1800 HVO. 1. After hardening the steel core microhardness was 400 HVO.1. As a result of laser boriding a microstructure was obtained which consisted of remalted zone with boride eutectic, heat affected zone, with a microhardness gradient from 1300 HVO.l at the surface down to 400 HVO.1 in the core. Wear resistance tests were conducted by means ofan MBT-01 Amsler type tribometer in the following system: specimen (rotating ring)-counterspecimen (plate sintered carbide). The tests showed that diffusion and laser borided steels have better wear resistance than Hardox 450 steel.

13

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.

14

Inﬂuence of laser parameters on microstructure and microhardness of boronickelized layer

Pertek A., Bartkowska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

346--348

EN

The paper presents results for boronickelized C45 steel after laser surface modiﬁcation. Inﬂuence of laser heat treatment on the microstructure and microhardness of surface layer was investigated. The process of boronickelizing consists of nickel plating followed by diffusion boronizing. The laser heat treatment (LHT) was carried out with technological laser TRUMPF TLF 2600 Turbo CO2 of nominal power 2.6 kW. Laser modiﬁcation of the boronickelized layer Was carried out with laser power P 1.04 kW, 1.17 kW, 1.30 kW and at laser beam scanning velocity v: 0.67 m/min, 1.12 m/min, 2.88 m/min. Measurements of microhardness were conducted using the Vickers” method and Zwick 3212 B hardness tester. Microstructure observations were perfonned on light microscope Metaval Carl Zeiss Jena. After boronickelizing at temperature 950°C the microstructure of surface layer was composed of two zones: first, subsurface of microhardness 1100+1200 HV0.05, and second, situated deeper, at microhardness similar to iron borides. After laser heat treatment with re-melting, a three-zone layer was obtained, which included: re-melted zone (MZ), heat affected zone (HAZ) and a core. Inﬂuence of laser heat treatment parameters on microstructure and microhardness of melted zone was tested. The microhardness measured along the axis of track of the laser heat treatment surface layer was about 800+1200 HV. The results of our investigation showed inﬂuence of laser power and scanning rate on microstructure and properties ofboronickelized layers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badan boroniklowanej stali C45 po laserowej modyﬁkacji. Badano wpływ laserowej obróbki cieplnej na mikro- strukturę i mikrotwardość warstwy Wierzchniej. Proces boroniklowania składał się z obróbki galwanicznej, następnie dyfuzyjnego borowania. Laserową obróbką cieplną (LOC) wykonano za pomocą lasera technologicznego CO2 ﬁrmy TRUMPF TLF 2600 Turbo o mocy nominalnej 2,6 kW. Laserową modyfikację warstwy boroniklowanej przeprowadzono za pomocą mocy lasera P 1,04 kW, 1,17 kW, 1,30 kW i prędkości skanowania wiązką laserową v 0,67 m/min, 1,12 m/min, 2,88 m/min. Pomiar mikrotwardości wykonano sposobem Vickersa na twardościomierzu Zwick 3212B. Natomiast badania mikrostruktury przeprowadzono za pomocą mikroskopu Metaval produkcji Carl Zeiss Jena. Po boroniklowaniu w temperaturze 950°C struktura warstwy wierzchniej składa się z dwóch stref: z pierwszej przypowierzchniowej o mikrotwardości 1100+1200 HV0,05 i drugiej głębiej położonej o mikrotwardości odpowiadającej borkom żelaza. Po laserowej obróbce cieplnej z przetopieniem otrzymana warstwa składała się z trzech stref: przetopionej (SP), wpływu ciepła (SWC) i rdzenia. Badano wpływ parametrów laserowej obróbki cieplnej na mikrostrukturę i mikrotwardość strefy przetopionej. Mikrotwardość w osi ścieżki warstwy wierzchniej laserowo obrobionej cieplnie wynosiła ok. 800+1200 HV. Wyniki badań wykazały wpływ oddziaływania mocy lasera i prędkości skanowania na mikrostrukturę oraz właściwości warstw boroniklowanych.

15

Borowanie dyfuzyjne i laserowe części maszyn i narzędzi

Petrek A.

Inżynieria Powierzchni

|

2010

|

Nr 4

28-34

PL

W pracy zbadano mikrostrukturę i grubość warstw borowanych po borowaniu dyfuzyjnym i laserowym stali C45, C90U, 41Cr4, 102Cr6. Zmierzono mikrotwardość oraz odporność na zużycie przez tarcie borowanych stali. Porównano efekty borowania dyfuzyjnego i laserowego. Struktury warstw po borowaniu dyfuzyjnym i laserowym są różne, a mikrotwardość i odporność na zużycie przez tarcie jest podobna. Warstwy borowane są stosowane na narzędzia i części maszyn narażone w czasie eksploatacji na zużycie przez tarcie i korozję.

EN

The structure and thickness of boride layers after diffusion and laser boriding on C45, C90U, 41Cr4, 102Cr6 steels have been presented in this paper. The microhardness and friction wear resistance of borided steels have been determined. The effects of the diffusion and laser boriding have been compared. The structures of borided layers are different after diffusion and laser boriding but microhardness and wear resistance are similar. The boride layers are applied on tools and machine elements, which are endanger on abrasive and corrosive wear during exploitation.

16

Porównanie efektów borowania laserowego i dyfuzyjnego elementów z żeliwa sferoidalnego z wykorzystaniem spektroskopii elektronów Auger

Paczkowska M., Waligóra W.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 1

30-33

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących budowy warstw powierzchniowych otrzymanych dwiema metodami, umożliwiającymi wprowadzenie boru. Porównano efekty obróbki dyfuzyjnej przeprowadzonej w procesie borowania gazowego z efektami obróbki laserowej zrealizowanej za pomocą lasera molekularnego. Materiał do badań stanowiło żeliwo sferoidalne EN GJS-500-7 o osnowie ferrytyczno-perlitycznej. W obu naborowanych warstwach stwierdzono występowanie borków żelaza (w postaci gruboiglastej po obróbce dyfuzyjnej i w postaci drobnych, wielościennych wydzieleń po obróbce laserowej). Z wykonanych pomiarów metodą spektroskopii elektronów Auger wynika, iż za pomocą borowania dyfuzyjnego i laserowego możliwe jest uzyskanie podobnego średniego poziomu stężenia boru przy powierzchni. Średnia mikrotwardość obu stref przy powierzchni jest również porównywalna i wynosi ok. 1200 HV0,1. Jednakże charakter zmian stężenia boru i mikrotwardości dla obu warstw jest inny. W przeciwieństwie do warstwy przetopionej stężenie boru i mikrotwardość w warstwie dyfuzyjnej charakteryzuje się znacznym rozrzutem wyników. Można spodziewać się, że występowanie po obróbce laserowej na prze- kroju strefy naborowanej korzystnych zmian stężenia boru i mikrotwardości, a także zahartowanego podłoża, pozwoli uzyskać lepszą odporność na zużycie tak obrobionych elementów niż elementów po obróbce dyfuzyjnej.

EN

In this paper research results of surface layer structure obtained with two kinds of methods which makes possible implementing boron were presented. Diffusive treatment effects carried out in gas process with laser treatment effects carried out with molecular laser were compared. EN GJS-500-7 nodular iron with ferrite-pearlite matrix was selected as a test material. In both cases boride irons were present (as coarse-grained needle-like after diffusive boronizing - Fig. 1, 2 and as a fine with polyhedral shape after laser boronizing - Fig. 3, 4). Comparable level of boron amount near the surface is possible to achieve by diffusive and laser boronizing as Auger electron spectroscopy research showed (Fig. 5). Average microhardness of both surface layer is also comparable (approx. 1200 HV0,1) - Fig. 7, 8. However the character of boron distribution as well as microhardness distribution for those cases is different entirely. As opposite to laser layer, diffusive layer is characterize by high scatter of boron amount (Fig. 5, 6) and microhardness values (Fig. 7). Surface layer created by laser boronizing is expected to have better wear resistance than surface layer created by diffusive boronizing because of presence of better boron amount and microhardness distributions with hardened base material under boronized zone. Hence laser treatment of machine elements seems to be good alternative for diffusive treatment.

17

Laserowe borowanie nawęglonej stali

Kulka M., Pertek A., Makuch N.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1059-1063

PL

Zaproponowano laserowe borowanie do wytwarzania gradientowych warstw borowanych zamiast borowania dyfuzyjnego. Mikrostrukturę i właściwości takich warstw porównano z otrzymywanymi po dyfuzyjnym borowaniu i boronawęglaniu. Jedna z metod obróbki polega tylko na dyfuzyjnym nawęglaniu i laserowym borowaniu. W mikrostrukturze występują trzy strefy: laserowo borowana, nawęglona zahartowana i nawęglona bez obróbki cieplnej. Zaobserwowano gwałtowny spadek twardości pod strefą laserowo borowaną. Takie warstwy charakteryzuje też zmienna wartość wskaźnika intensywności zużycia masowego. Zastosowanie objętościowego utwardzania po nawęglaniu i laserowym borowaniu pozwala wyeliminować wahania mikrotwardości i powoduje otrzymanie stałej wartości wskaźnika intensywności zużycia, porównywalnej z uzyskiwaną po dyfuzyjnym boronawęglaniu i utwardzaniu objętościowym. Mikrostruktura składa się z dwóch stref: laserowo borowanej i nawęglonej zahartowanej. Laserowym borowaniem można zastąpić borowanie dyfuzyjne podczas wytwarzania gradientowych warstw borkowych.

EN

Laser boriding, instead of diffusion boriding, was proposed to formation of gradient borocarburized layers. The microstructure and properties of these layers were compared to those obtained after typical diffusion boriding and borocarburizing. First method of treatment relies on diffusion carburizing and laser boriding only. In microstructure are present three zones: laser borided zone, hardened carburized zone and carburized layer without heat treatment. However, the violent decrease in the microhardness was observed below the laser borided zone. Additionally, these layers are characterized by a changeable value of mass wear intensity factor. The use of through hardening after carburizing and laser boriding allows to eliminate the fluctuations of microhardness. It causes that mass wear intensity factor obtains a constant value and is comparable to that obtained in case of diffusion borocarburizing and through hardening. Two zones characterize the microstructure: laser borided zone and hardened carburized zone. The diffusion boriding can be replaced by the laser boriding during the formation of gradient boride layers.

18

Wpływ borowania laserowego na strukturę warstwy powierzchniowej elementów z żeliwa sferoidalnego. Cześć 1: Porównanie struktury po borowaniu dyfuzyjnym i laserowym

Paczkowska M., Waligóra W.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2005

|

Vol. 50, nr 2

59-64

PL

Praca dotyczy problematyki obróbek laserowych żeliw. Przedstawiono przykłady elementów maszyn rolniczych, które mogą być poddane borowaniu laserowemu. Analizowano strukturą żeliwa sferoidalnego po borowaniu laserowym, w porównaniu ze strukturą po borowaniu dyfuzyjnym. Szczególnie zwrócono uwagą na połączenie strefy zawierającej bor z podłożem w przypadku obu tych obróbek powierzchniowych. Wykazano równomierny rozkład boru w strefie przetopionej po borowaniu laserowym. W badaniach wykorzystano metodą spektroskopii elektronów Auger (AES). Stwierdzono występowanie zależności mikrotwardości (o znacznych wartościach ) od grubości stref naborowanych, czyli od stężenia w nich boru.

EN

This paper refers to cast irons laser treatments. Examples of agricultural machine parts which could be modified by laser treatment were presented. Laser and diffusion boronizing structural effects on nodular iron were compared. Boron zone with the basis connection in case both surface treatments was investigated particularly. Steady boron distribution in melted zone after laser boronizing was found. In this research Auger Electron Spectroscopy (AES) method was applied. Correlation between microhardness (high values) and boron zone thickness (thus boron concentration in them) was observed.

19

Właściwości warstw powierzchniowych elementów stalowych borowanych laserowo i dyfuzyjnie

Paczkowska M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2004

|

Vol. 49, nr 3

43-48

PL

W artykule omówiono strukturę stali po borowaniu laserowym w porównaniu ze strukturą po borowaniu dyfuzyjnym. Analizowano strukturę granicy strefy przetopionej po borowaniu laserowym stali stwierdzając, że stanowią ją częściowo przetopione ziarna. Poza tym, stwierdzono równomierne stężenie boru w strefie przetopionej oraz brak występowania w niej fazy FeB. W badaniach stosowano metodę spektroskopii elektronów Auger (AES) oraz mikroanalizę rentgenowską. Podano również możliwości zastosowania borowania laserowego.

EN

In this paper laser and diffusion boronizing structural effects on bearing steel have been compared. Structure at the border between melted and hardened zones has been analyzed. At this border partly melted grains have been observed. Furthermore, steady boron distribution has been found in melted zone, and lack of FeB iron borides has been observed. In this research Auger Electron Spectroscopy (AES) and X-ray microanalysis methods have been applied. Possibilities of laser bo-ronizing application have been presented as well.

20

Budowa i właściwości dyfuzyjnych warstw chromoborowanych wytwarzanych na stalach narzędziowych

Młynarczak A., Piasecki A.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2004

|

Vol. 24, nr 2 sp

173-185

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie przez tarcie warstw dyfuzyjnych wytwarzanych na stalach narzędziowych N9E, NC6 i NC10 w wyniku jednoczesnego nasycania borem i chromem w mieszaninach proszkowych. Określono również stan powierzchni, grubość, mikrostrukturę i mikrotwardość wytworzonych warstw. Procesy dyfuzyjne prowadzone w temperaturze 950°C w ciągu 6 godzin w mieszaninach o zmiennym stosunku żelazochromu -źródła chromu - do B4C - źródła boru. Właściwości tych warstw porównywano do warstw borowanych i chromowanych wytwarzanych w tych samych warunkach. Badano również możliwość obróbki cieplnej stali z warstwami chromoborowanymi bez stosowania atmosfer ochronnych. Stwierdzono, że chromoborowane warstwy dyfuzyjne mają strukturę iglastą typową dlL warstw borków żelaza, a wzrost zawartości chromu w postaci żelazochromu w mieszaninie nasycającej poprawia badane właściwości wytworzonych warstw, takie jak twardość, stan powierzchni i porowatość. Najlepsze warstwy, lepsze od warstw borowanych bądź chromowanych pod względem grubości, twardości, stanu powierzchni i porowatości, niezależnie od rodzaju obrabianej stali, wytworzono w mieszaninie o składzie: 24% B4C, 36% Fe-Cr, 39% A12O3,1% A1F3. Badane warstwy dyfuzyjne charakteryzują się podobną odpornością na zużycie w warunkach tarcia, zużywają się wskutek mikroskrawania i bruzdowania. Mieszanina proszkowa, w której uzyskuje się najlepsze warstwy chromoborowane, jest ponad dwa razy tańsza niż mieszanina do borowania, co z uwag: na lepsze właściwości wytwarzanych warstw może się przyczynić do zastosowania takiego procesu w praktyce przemysłowej. Warstwy chromoborowane są bardziej odporne na destrukcyjne oddziaływanie zabiegów obróbki cieplnej niż warstwy borowane.

EN

The paper presents results of testing the resistance to abrasive wearing of the diffusion layers produced on tool steels N9E, NC6 and NC10 by simultaneous boron and chromium saturation in powder mixtures. The surface appearance, thickness, microstructure and microhardness of diffusion layers has been also studied. The diffusion processes were carried out at temperature of 950°C during 6 hours in mixtures of variable ratio of ferrrochromium - source of chromium to B(4)C -source of boron. The properties of layers were compared with boron diffusion and chromium diffusion layers produced in the same conditions. Possibility of proceeding the heat treatment of steels with chromium-boron layers without protecting atmosphere has also been determinned. It was found that combined Cr-B layers exhibited acicular structure, typical for iron boride layers. Increasing of chromium content (in the form of ferrochromium) in the saturating mixture improved the following properties of the layers: hardness, surface appearance, thickness and porosity. The best layers, better than single boron diffusion and chromium diffusion layers in terms of thickness, hardness , surface appearance and porosity, independent of the steel matrix, were obtained in the mixture composed of: 24% B4C, 36% Fe-Cr, 39% Al(2)O(3), 1% Al(2)F(3). The tested layers have similar resistance to wear, and wearing prcedure follows due to micro-cutting and grooving. Powder mixture for the best Cr-B layers obtaining is more than twice cheaper than mixture for boronizing which could contribute to the application of this process in industrial practice in view of better properties of the produced layers. Cr-B layers are more resistant to destructive influence of heat treatment operations than the boronized ones.