Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Case hardening development review (2001-2020)

Wołowiec-Korecka E.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2023

|

Vol. 120, nr 2

70--85

EN

Purpose: The purpose of the work is a complex review of methods applied industrially as case hardening. The paper contains an overview of scientific and development works on surface case hardening methods, especially carburising and quenching, described in the literature from 2001-2020. Design/methodology/approach: State-of-the-art was reviewed by a critical review of the world literature published in 2001-2022, including theoretical work, scientific research, and industry reports. An additional examination of the state of the art was conducted in terms of patent works. Findings: The period of 2001-2020 was a time of intensive work on the modernisation of case hardening techniques to improve the repeatability and uniformity of the produced layers and minimise deformations after hardening. Developing computing technologies have played a large part in this progress. New technologies have also been developed. Research limitations/implications: The review of papers and patent databases was limited to databases providing English-language content options. Practical implications: Case hardening is a crucial stage of steel heat treatment in almost every industrial branch: mechanical, tool, automotive, railway, and aviation. Originality/value: A synthetic review of case hardening methods was presented, particularly carburizing and quenching methods; it also analysed the possibilities and directions of their development.

2

A comparison of some properties of the computer controlled nitriding process versus carburizing

Senatorski Jan, Mączyński Paweł, Tacikowski Jan

Inżynieria Powierzchni

|

2021

|

nr 1

25--35

EN

A comparison is presented of the nitriding and carburizing processes. Traditional gas nitriding, despite its several advantages over carburizing, has still not achieved its due popularity. The key factor is inadequate process control. An industrial-scale computerized system, employing the nitriding potential as the fundamental controlling parameter, can produce repeatable, superior nitriding results, limiting layer brittleness and enhancing usable properties. Results obtained showed that nitriding layers match carburized layers in fatigue, while exceeding them in both impact strength and wear resistance. The superiority of the computer-controlled process over traditional nitriding is illustrated by results of wear testing. The advent of controlled nitriding makes this process a viable alternative to carburizing.

PL

W niniejszej pracy porównano procesy azotowania oraz nawęglania. Tradycyjne azotowanie gazowe, pomimo szeregu zalet w stosunku do nawęglania, nie zyskało jeszcze wystarczającego rozpowszechnienia. Głównym powodem tego stanu rzeczy jest niewystarczająca kontrola procesu. W skali przemysłowej system sterowania komputerowego stosowany w odniesieniu do potencjału azotowego jako podstawowego parametru kontrolnego, jest wystarczający i nadaje się do realizacji powtarzalnej produkcji zapewniającej korzystne wyniki azotowania, ograniczającej kruchość warstw uzyskanych w tym procesie, a także zwiększający ich własności użytkowe. Uzyskane wyniki wskazują, że warstwy azotowane dobrze sprawują się w warunkach narażenia na zmęczenie, w których przewyższają zarówno oddziaływania udarnościowe, jak i odporność na zużycie przez tarcie. Przewagę procesu sterowanego komputerowo nad procesem tradycyjnego azotowania dobrze ilustruje próba odporności na zużycie przez tarcie. Stosowanie kontrolowanego procesu azotowania sprawia, że proces ten jest bardzo korzystną alternatywą procesu nawęglania.

3

Simulation of Heat Treatment of Carburization and Nitrocementation of 16MnCr5 Steel

Kantoríková Elena, Fabian P., Sýkorová M.

Archives of Foundry Engineering

|

2021

|

Vol. 21, iss. 4

97--102

EN

Simulation is used today in many contexts, such as simulating technology to tune or optimize performance, safety engineering, testing, training, education, and entertainment. In some industries, simulations are commonly used, but in heat treatment this is rather an exception. The paper compares the simulation of carburization and nitrocementation of 16MnCr5 steel with a practical application. The aim was to determine the applicability of chemical heat treatment simulation. We were looking for an answer to the question: to what extent can we rely on the technological design of heat treatment? The software designed the heat treatment technology. He drew the technological process of chemical-thermal treatment of 16MnCr5 steel. The thickness of the cementite layer was 1 mm and the nitrocementation 1.2 mm. Changes in mechanical properties were observed. Cementing, nitrocementing, hardness, microhardness, metallography, and spectral analysis were practically performed. This article describes the benefits of simulation, speed and accuracy of the process. The only difference was in determining the carbon potential. The simulation confirmed the practical use and its contribution in the technological process.

4

Nawęglanie stali konstrukcyjnej w zautomatyzowanym dwukomorowym piecu próżniowym z systemem hartowania w oleju

Grzegorczyk Barbara, Gaweł Tomasz G., Borek Wojciech

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2019

|

R. 24, nr 3

18--22

5

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.

6

Devices for modern vacuum heat treatment

Korecki M., Brewka A., Wołowiec-Korecka E.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2019

|

Vol. 95, nr 2

77--85

EN

Purpose: A review regarding the devices for vacuum heat treatment is presented. Design/methodology/approach: Devices for modern heat treatment has been reviewed. The devices has been classified regarding the heat treatment (quenching, carburizing, nitriding, tempering and annealing). The possible application, materials and parts for heat treatment as well as parameters of the devices has been analysed. Findings: There is a wide range of modern vacuum heat treatment devices. All currently used heat and thermo-chemical treatments may be proceed in vacuum equipment. It is also in many cases preferable to use vacuum- because of economic reasons, better metallurgical results or environmental friendliness. Also software simulators which facilitates the planning of heat treatment are available with the equipment. Practical implications: Because of the industry expectations regarding efficiency, quality, economy and safety, vacuum equipment becoming the subject of wider and wider attention. In particular, aerospace and automotive industries pay a lot of attention to these aspects. The basic task of vacuum devices is fast, effective, environmentally friendly production of high quality machine parts. Originality/value: The synthetic presentation of modern devices for vacuum heat treatment was presented, in particular furnaces for quenching, carburizing, nitriding, tempering and annealing. The products characteristic and applications has been presented. Also equipment for some advanced vacuum applications has been presented. Modern software which complements the devices in terms of designing heat treatment processes has been described.

7

Wear resistance characteristics of thermo-chemically treated structural steels

Senatorski J., Tacikowski J., Mączyński P.

Tribologia

|

2017

|

nr 3

171--178

EN

The article presents results of investigations of wear resistance by friction, employing the “3 cylinder – cone” method, of selected structural steels subjected to given thermo-chemical treatment, i.e. nitriding, carburizing, and precipitation hardening after nitriding. The investigated steels were C45, 21NiCrMo2, 18HGT, and 41Cr4. These materials, after thermo-chemical treatment undergo metallurgical characteristics of diffusion layers formed on steel. It was observed that proportionality exists between their wear resistance and the value of surface unit loading. Moreover, the friction – wear properties of these layers exhibited certain differences, depending on their microstructure and chemistry.

PL

Artykuł ten przedstawia wyniki badań odporności na zużycie, wykorzystując metodę „3 wałeczki – stożek”, dotyczące wybranych stali konstrukcyjnych poddanych określonej obróbce cieplno-chemicznej, tj. azotowaniu, nawęglaniu i utwardzaniu wydzieleniowemu po azotowaniu. Badanymi stalami były: C45, 21NiCrMo2, 18HGT i 41Cr4. Stale te po obróbce cieplno-chemicznej podlegają ocenie metaloznawczej warstw dyfuzyjnych wytwarzanych na stali. Zauważa się ich proporcjonalną zależność pomiędzy odpornością na zużycie a wartością nacisku jednostkowego powierzchni. Jednakże własności tarciowo-zużyciowe wyraźnie różnią się, zależąc od ich mikrostruktury i budowy chemicznej.

8

The influence of grinding conditions on the distribution of residual stress in the surface layer of 17CRNI6-6 steel after carburizing

Sawicki J., Kruszyński B., Wójcik R.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2017

|

Vol. 11, no 2

17--22

EN

This paper presents the results of a study aimed at determining the residual stress which results from developing the surface layer by low-pressure and conventional carburizing and grinding of 17CrNi6-6 steel. A synergistic effect of thermochemical and abrasive treatment was examined on ring samples used to study residual stress by Davidenkov’s method. Samples were subjected to vacuum carburizing and conventional carburizing, which was followed by grinding with a 38A60K8V aloxite grinding wheel and a CBN grinding wheel - RNB80/63B75V. The following cutting fluids were used during the grinding process: oil emulsion 5%, supply rate ca. 20 l/min, Micro5000 oil supplied at the minimum quantity lubrication (MQL) of ca. 25 ml/h, dry machining. The study determined the effect of the type of grinding wheel and the cooling and lubricating agent on the distribution of residual stress in the surface layer. The best effects of grinding with respect to the residual stress were achieved with flood cooling with oil emulsion and grinding with a CBN grinding wheel.

9

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.

10

Ocena twardości warstw nawęglanych i hartowanych indukcyjnie na stali AMS 6414 z zastosowaniem magnetycznych technik nieniszczących

Kukla D., Piotrowski L., Szwed M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 10

46--50

PL

Praca dotyczy oceny możliwości identyfikacji zmian twardości warstw nawęglanych i hartowanych indukcyjnie, z wykorzystaniem nieniszczących technik magnetycznych. Badania przeprowadzono na zestawie trzech próbek, ze stali AMS 6414, poddanych procesowi nawęglania, w atmosferze o różnym stężeniu węgla, a następnie hartowaniu oraz na próbce bez warstwy. Próbki z warstwami o różnej twardości (i stałej grubości - 1,2 mm) poddano badaniom technikami nieniszczącymi, z zastosowaniem prądów wirowych i analizy szumów Barkhausena. Badania metodą prądów wirowych polegały na ocenie zmian kąta fazowego uzyskanego w efekcie oddalenia od warstw o różnej twardości. Jednocześnie poddano analizie obwiednie sygnału Efektu Barkhausena, Wyniki tych badań pozwoliły zidentyfikować różnice w twardości próbek ze stali, z warstwą o różnym stężeniu węgla. W celu weryfikacji pomiarów metodami nieniszczącymi wykonano jakościowe i ilościowe badania mikroskopowe oraz rozkłady mikrotwardości na przekrojach próbek.

EN

The work concerns the evaluation of the possibility of identifying changes in hardness of carburizing and induction hardened layer, using magnetic non-destructive techniques. The research was conducted on a set of three samples, AMS 6414 steel subjected to carburizing process in an atmosphere containing varying concentrations of carbon, and then quenched and the sample without the layer. Samples with the layers of different hardness (of constant thickness - 1.2 mm) was subjected to non-destructive testing techniques, using eddy currents and analysis of Barkhausen noise. Eddy current testing method consisted of evaluating changes in the phase angle obtained as a result of separation from layers of different hardness. At the same time analyzed the envelope signal Barkhausen Effect, results of these studies have identified differences in the hardness of samples of steel with a layer of varying concentrations of carbon. In order to verify the measurements made by non-destructive methods qualitative and quantitative microscopy and micro-hardness distributions on cross sections samples.

11

Analiza odporności na zużycie obrobionych cieplno-chemicznie stali konstrukcyjnych

Senatorski J., Tacikowski J., Mączyński P.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 2

31--35

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań metaloznawczych oraz odporności na zużycie przez tarcie wybranych stali konstrukcyjnych poddanych azotowaniu, nawęglaniu oraz utwardzaniu wydzieleniowemu po azotowaniu. Ten ostatni proces okazał się wyjątkowo korzystny w porównaniu z nawęglaniem, jak również z samym azotowaniem.

EN

This article presents the results of the metallurgical and wear by friction resistance research of the selected constructional steels subjected to: nitriding, carburizing, and also precipitation hardening after nitriding. This last process has proved to be exceptionally advantageous when compared to both the carburizing and also to the nitriding itself.

12

Assessment of hardened layer thickness for 40HNMA steel using eddy current method

Kukla D., Grzywna P., Kopeć M., Kowalewski Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 5

263--266

EN

Materials and semi-manufactured products for aviation equipment are usually subjected to increasingly rigorous demands for the quality control. In many cases, like hardened or carburized wheels or rollers assembled in the gear motors, the control procedures enforce necessity of the selective testing of details coming from production lines using destructive techniques. The main aim of diagnostic investigations carrying out on series of final products is to assess qualitatively and quantitatively the layers obtained due to carburizing and induction hardening. Unfortunately, such processes increase the fabrication costs significantly, especially in the case of complex manufacturing technology applied and small-lot production as well. In order to reduce them the attempts for application of non-destructive testing methods are taken for evaluation of either the layers quality or the products subjected to surface treatments. This paper presents the eddy currents method used for the thickness evaluation of the carburized and induction-hardened layers on the basis of the impedance signal variation. The signal was obtained as a result of the so-called ‘lift off’ effect. A methodology for the quantitative thickness evaluation of the carburized and induction-hardened layers has been elaborated under a range of technological parameters. The measurements ranges were defined in the framework of which an identification of the hardened layer was possible using the commercial defectoscope and reference specimens of the fixed thickness. Tests were carried out on specimens made of the ASM6414 steel and subjected subsequently to carburization and induction hardening. The impedance parameters were measured for selected values of frequency. The results were verified on the basis of metallographic investigations as well as the microhardness measurements captured in the form of profiles taken from specimens’ cross-sections of different layer thickness.

PL

Praca prezentuje możliwości wykorzystania metody prądów wirowych (Eddy Current — ET) do oceny grubości warstw nawęglanych i hartowanych indukcyjnie na podstawie zmian parametru sygnału impedancji. Sygnał ten uzyskiwano w wyniku pojawiania się tzw. efektu oddalenia (lift off). Opracowano metodykę ilościowej oceny grubości warstw hartowanych indukcyjnie otrzymywanych przy różnych parametrach technologicznych. Mając do dyspozycji komercyjny defektoskop diagnostyczny oraz zestawy próbek referencyjnych o ustalonej grubości warstwy, zdefiniowano zakresy pomiarowe, w ramach których jest możliwa ocena grubości warstwy zahartowanej. Badania prowadzono na serii próbek ze stali 40 HNMA poddanych nawęglaniu i hartowaniu indukcyjnemu. Obejmowały one pomiary parametrów impedancji dla wybranych częstotliwości pomiarowych. Wyniki zostały zweryfikowane na podstawie badań metalograficznych oraz pomiarów mikrotwardości w postaci profili wykonanych na przekrojach próbek o różnej grubości warstwy.

13

Badania porównawcze odporności na zużycie przez tarcie azotowanych i nawęglanych stali konstrukcyjnych

Senatorski J., Tacikowski J., Mączyński P.

Tribologia

|

2015

|

nr 3

163--171

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych azotowanych i nawęglanych stali konstrukcyjnych 18HGT i 20MnCr5. Zauważono wprost proporcjonalną zależność ich odporności na zużycie od wartości nacisków powierzchniowych. Jednakże właściwości tarciowo-zużyciowe warstw nawęglanych i azotowanych nie wykazały znaczących różnic.

EN

This work presents the research results of tribological properties of constructional steels of grades 18HGT and 20MnCr5 after nitriding or carburizing. A directly proportional dependence of their wear resistance on the value of their surface pressures was stated. However, wear–friction properties of carburized and nitrided layers did not show any significant differences.

14

Obróbka cieplno-chemiczna stali w złożu fluidalnym aktywnym chemicznie

Ciski A., Lankiewicz K., Obuchowicz Z.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2015

|

nr 7-8

29--32

PL

Rosnące wymagania dotyczące właściwości materiałów narzucają konieczność poszukiwania nowych rozwiązań technologii obróbek cieplnych i cieplno-chemicznych. Nowoczesne procesy wymagają precyzyjnej kontroli składu atmosfery oraz wartości temperatury, przy jednoczesnym zapewnieniu redukcji kosztów obsługi oraz ograniczeniu emisji szkodliwych dla środowiska substancji [1]. Wymagania te spełnia nowo opracowana technologia obróbki cieplno-chemicznej w złożach fluidalnych aktywnych chemicznie. Dzięki swoim zaletom, takim jak: szybkie nagrzewanie wsadu, równomierna temperatura w przestrzeni roboczej pieca, możliwość obrabiania przedmiotów o skomplikowanych kształtach oraz łatwość obsługi urządzeń, technologia ta stanowi ciekawą alternatywę dla konwencjonalnie stosowanych procesów obróbki cieplno-chemicznej.

EN

Growing requirements for material properties impose the need to seek new solutions for heat and thermo-chemical treatment technologies. Modern processes require precise control of the composition of the atmospheres and temperature values, while ensuring a reduction in maintenance costs and reduced emission of environmentally harmful substances. The above requirements are met by the thermo-chemical treatment in chemically active fluidized beds. Due to its advantages, such as the rapid heating of the charge, uniform temperature distribution in the furnace, possibility of treatment of workpieces with complex shapes and easiness of carrying out of the processing, the technology is an interesting alternative to conventionally used thermo-chemical treatment processes.

15

The influence of mechanical working processes on the effects of nitriding and carburizing - practical aspects

Jasiński J. J., Boczkowski W., Jasiński J.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 4

56--61

EN

Realizing chemical heat treatment processes, one should be surę that the process will go properly, and that the produced ele¬ment will meet the assumed exploitation requirements. In case of nitriding and carburizing, the inspection before the process is mainly based on macroscopic surface assessment and it aims at the identiflcation of the possible defects related to the previously carried out technological operations. The article presents the effect of subtractive machining, such as: grinding, turning, milling and drilling of selected elements on surface layer properties and technological defects after thermo-chemical treatment (nitriding, carhurizing) as well.

PL

Realizując procesy obróbki cieplno-chemicznej, należy być pewnym, że proces przebiegnie poprawnie, a wykonany element będzie spełniał założone wymagania użytkowe. W przypadku azotowania i nawęglania kontrola przed procesem polega głównie na makroskopowej ocenie powierzchni i ma na celu określenie ewentualnych wad związanych z wcześniej przeprowadzonymi operacjami technologicznymi. Artykuł prezentuje wpływ obróbki ubytkowej tj. szlifowania, toczenia, frezowania i wiercenia wybranych detali, na efekty i właściwości warstwy wierzchniej oraz wady technologiczne po obróbce cieplno-chemicznej (azotowanie, nawęglanie).

16

Analiza zużycia przez tarcie azotowanej i nawęglanej stali konstrukcyjnej

Tacikowski J., Senatorski J., Mączyński P., Burakowski T.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 2

58--60

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych stali konstrukcyjnej 18HGT azotowanej i nawęglanej. Stwierdzono wprost proporcjonalną zależność ich odporności na zużycie od wartości nacisków powierzchniowych. Natomiast właściwośći tarciowo-zużyciowe warstwy azotowanej i nawęglanej nie wykazały istotnych różnic w porównaniu z warstwą nawęglaną.

EN

This work presents the research results of constructional steel 18HGT tribological properties after nitriding or carburizing. Directly proportional dependence of their wear resistance on the value of their surface pressures was stated. However, wear-friction properties of carburized and nitrided layers did not show any significant differences.

17

Analiza odporności na zużycie przez tarcie warstw dyfuzyjnych w świetle próby „3 wałeczki - stożek"

Senatorski J., Tacikowski J., Mączyński P.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 4

51--55

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.

EN

This article presents the research results of wear resistance by friction with the use of the "3 cylinders - cone " method of the selected constructional and tool steels gained after specified thermo-chemical treatments: e.i. such as boronising, carburizing, nitriding, chromising and titanising. The authors have noticed the directly proportional dependence of the wear resistance upon the value of the surface pressures. Moreover, wear-friction properties of these layers show some significant differences depending upon their structure and construction.

18

Badania przydatności materiałów na retorty do niskotemperaturowego nawęglania stali austenitycznych

Żółciak T., Przywóski A., Lankiewicz K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 4

190--195

PL

W pracy badano przydatność stali H17, 0H18N9, H25N20S2 i stopu 75Ni-25Cr w zastosowaniu na retorty pieców przeznaczonych do niskotemperaturowego nawęglania stali austenitycznych w atmosferach syntetycznych lub na bazie endogazu. Za kryteria oceny przyjęto skłonność materiału retorty do katalizowania reakcji gazowych i osadzania się sadzy oraz możliwość przeprowadzenia procesu nawęglania stali austenitycznej 0H18N9. Badania przeprowadzono w piecu z retortą stacjonarną zamkniętą pokrywą pieca z uszczelnieniem piaskowym, a także w retorcie przenośnej zainstalowanej w odrębnym piecu w przypadku badania przydatności retorty ze stali 0H18N9. W przypadku retorty stacjonarnej wykonanej ze stali 0H18N9 badano: a) wpływ rozcieńczenia endogazu azotem lub wodorem na osadzanie się sadzy w retorcie i stan folii Fe Armco po nagrzaniu retorty do temperatury 440°C; małe ilości sadzy w retorcie i czystą folię Fe Armco uzyskano w mieszaninach 42% endogazu z azotem i 33% endogazu z wodorem, b) wpływ utlenienia retorty w temperaturze 570°C na zmiany punktu rosy i osadzanie się sadzy po nagrzaniu utlenionej retorty do temperatury w zakresie 300÷470°C; w przypadku endogazu wzrastał punkt rosy wraz ze wzrostem temperatury, a sadza pojawiała się w strefie utlenionej powyżej 400°C; rozcieńczenie endogazu wodorem przesunęło granicę osadzania sadzy do wyższej temperatury, c) wpływ wstępnego utlenienia folii Fe Armco na skłonność do osadzania sadzy na jej powierzchni; przy nagrzewaniu w endogazie i wytrzymaniu w temperaturze 500°C przez 4 h stwierdzono, że sadza pojawiła się na foliach utlenianych w temperaturze 450°C i 530°C, natomiast nagrzewanie w mieszaninie H2–N2 i wygrzewanie w endogazie prowadziło do pojawienia się sadzy tylko na folii utlenionej w 520°C; na foliach utlenionych w temperaturze poniżej 450°C lub na nieutlenianych nie pojawiła się sadza. Ponadto przeprowadzono próby grzania, a także nawęglania w retorcie przenośnej wykonanej ze stali 0H18N9. Za pomocą techniki umożliwiającej szybkie nagrzewanie i studzenie retorty nie stwierdzono istotnego zanieczyszczenia wnętrza retorty sadzą, a próbki nie utleniały się. Twardość na powierzchni próbek nawęglanych wynosiła od 800 do 1100 HV0,05 zależnie od temperatury i czasu procesu. Na części próbek nawęglanych w endogazie wystąpiły miejsca pokryte sadzą. W przypadku retorty ze stopu 75Ni–25Cr badano zmiany zawartości H2 i punktu rosy po nagrzaniu retorty do temperatury 470°C w obecności różnych atmosfer syntetycznych i endogazu. Nikiel występujący w tym stopie silnie katalizował reakcję gazu wodnego (wzrost punktu rosy) od temperatury 300°C i dysocjację propanu powyżej temperatury 440°C. W próbkach nawęglanych nie uzyskano odpowiedniej twardości dla zadanych parametrów procesu. Retorta stacjonarna ze stali H17 ulegała łatwo utlenieniu w atmosferach o większej wilgotności. Próby nawęglania stali 0H18N9 wypadły negatywnie. Próby przeprowadzone w retorcie ze stali H25N20S2 nie wykazały osadzania się sadzy w badanym zakresie temperatury z atmosfery endotermicznej, a także z atmosfer z propanem. Nie uzyskano także odpowiednio dużej twardości w próbach nawęglania stali 0H18N9. Brak katalizujących właściwości tego materiału można przypisać obecności tlenków krzemu na jego powierzchni, które nie ulegają redukcji wodorem w tym zakresie temperatury. Z przeprowadzonych badań wynikało, że tylko stal 0H18N9 wykazała przydatność na retorty do procesu niskotemperaturowego nawęglania. Można powiedzieć, że materiał na retorty musi wykazywać pewną umiarkowaną właściwość katalizowania reakcji gazowych. Warunki takie spełniają stale typu Fe–Cr–Ni bez dodatków Si i Ti.

EN

In the article the usefulness of H17, 0H18N9, H25N20S2 steel and 75Ni–25Cr alloy in use on furnace retorts designed for low-temperature carburizing of austenitic steels in synthetic or endothermic atmospheres was investigated. As evaluation criterion was considered ability of the material to catalyse gaseous reactions and soot deposition and the possibility of carburizing process conducting for austenitic steel 0H18N9. The studies were conducted in furnace with stationary retort closed with a furnace cover with a sand seal, as well as in portable retort installed in a separate furnace in the case of studies of suitability of retort made of 0H18N9 steel. In the case of a stationary retort made of 0H18N9 steel were studied: a) effect of endogas dilution with nitrogen or hydrogen on soot deposition in retort and Armco foil state after retort heating at temperature 440°C; small amounts of soot in retort and clean Armco foil were obtained in a mixture of 42% endogas with nitrogen or 33% endogas with hydrogen, b) effect of the retort oxidation at temperature 570°C on changes of dew point and soot deposition after heating of oxidized retort to temperature in the range 300÷470; in the case of endogas, dew point increased with increasing temperature and soot appeared in the oxidized zone above 400°C; dilution of endogas with hydrogen shifted the boundary of soot deposition to a higher temperature, c) effect of preliminary oxidation of Armco iron foil on ability for soot deposition on its surface; during heating in endogas at temperature 500°C for 4 hours it was found that soot appeared on the foils oxidized at temperature 450°C and 530°C, while heating in mixture of H2–N2 in endogas led to the appearance of soot only on foil oxidized at temperature 520°C; on the foils oxidized at temperature below 450°C or not-oxidized soot didn’t occurred. In addition, attempts of heating and carburizing in portable retort made of 0H18N9 steel were conducted. When using technology enabling rapid heating and cooling of retort, no significant impurity of retort interior with soot and samples oxidation were observed. The surface hardness of carburized samples was equal to 800÷1100 HV0.05 depending on temperature and process time. On the part of samples carburized in endogas there appeared areas covered with soot. In the case of retort made of 75N–25Cr alloy were studied changes of H2 content and dew point after heating of retort to temperature 470°C in the presence of various synthetic and endogas atmospheres. Nickel present in this alloy strongly catalyse the reaction of water gas (dew point increase) from temperature 300°C and propane dissociation above temperature 440°C. During carburizing studies there was not achieved appropriate hardness for specified process parameters. Stationary retort made of H17 steel was oxidized easily in atmospheres with higher humidity. Carburizing attempts of 0H18N9 steel came out negatively. Studies carried out in retort made of H25N20S2 steel revealed no soot deposition in the considered temperature range from endothermic atmosphere, as well as propane atmosphere. There was also not obtained a sufficiently high hardness during carburizing studies of 0H18N9 steel. No catalysing properties of this material can be assigned to the presence of silicon oxides on its surface, which not undergo the reduction with hydrogen in this temperature range. The study showed that only 0H18N9 steel ensured the usefulness to retort for low-temperature carburizing. It can be said that the material for retort must have some moderate property to catalyse of the gaseous reaction. Such conditions fulfil Fe-Cr-Ni steels without additions of Si and Ti.

19

Zagrożenia procesowe i wybuchowe na liniach podawania oraz mielenia węgla i biomasy

Wolff A.

Napędy i Sterowanie

|

2014

|

R. 16, nr 10

44--52

PL

W artykule omówiono wybrane problemy techniczne i procesowe układów nawęglania oraz instalacji biomasy w energetyce z punktu widzenia zapewnienia bezpieczeństwa procesowego i wybuchowego (konstruktywna ochrona przed wybuchem). Przedstawiono ponadto zagrożenia, które niosą za sobą zanieczyszczenia zawarte w surowcach dostarczanych do układów nawęglania i instalacji przyjęcia biomasy leśnej. Omówiono wady i zalety konstruktywnych technik zabezpieczenia przed wybuchem w przypadku ich stosowania do zabezpieczenia silosów i zbiorników magazynowych oraz instalacji odpylania (filtry). Materiał zawiera ponadto wyjaśnienie znaczenia odpylania/aspiracji w układach nawęglania i instalacjach biomasy oraz praktyczne znaczenie wybranych parametrów palności i wybuchowości pyłów węgli i biomasy. Omówiono również racjonalne techniki zabezpieczenia młynów wentylatorów.

20

Wpływ rodzaju pasty oraz wiązki laserowej na wybrane właściwości elementów z stali konstrukcyjnej

Gęstwa W.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 5

370--373

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu procesu nawęglania lub azotonawęglania w ośrodkach stałych z wykorzystaniem przetapiania laserowego na właściwości elementów ze stali C20. Ośrodkiem stałym w procesie nawęglania lub azotonawęglania była pasta na bazie grafitu, alkoholu poliwinylowego oraz żelazocyjanku. Badania obejmowały ocenę makroskopową powierzchni po stopowaniu wiązką laserową próbek bez i z pastą nawęglającą lub azotonawęglającą. Przeprowadzono również analizę mikrostruktury powstałej na przekroju poprzecznym badanych próbek. W ramach badań właściwości uzyskanych warstw na stalach konstrukcyjnych zmierzono twardość na przekroju poprzecznym próbek oraz odporność na zużycie przez tarcie. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że mikrostruktura w wytworzonych warstwach zawierających węgiel lub węgiel i azot składała się z martenzytu i bainitu, a mikrostruktura rdzenia była ferrytyczno-perlityczna. Umożliwiło to zwiększenie odporności na zużycie przez tarcie oraz twardości na przekroju próbek z wytworzoną warstwą nawęgloną lub azotonawęgloną w porównaniu z próbką stopowaną laserowo bez pasty. Zastosowanie past na bazie grafitu, alkoholu poliwinylowego oraz żelazocyjanku w połączeniu z wiązką laserową poprawia właściwości warstwy wierzchniej części maszyn ze stali niskowęglowych.

EN

In this work, the investigations results of the influence of past carburizing or past carbonitriding process with utilization of laser beam on the propriety of elements from C20 steel. The paste was solid medium in the carburizing or carbonitriding process, which was on the base of graphite, polyvinyl alcohol and ferrocyanide. The investigations included the macroscopic opinion of samples surface without and with carburizing or carbonitriding paste after alloying of laser beam. The analysis of formed microstructure was also conducted on the cross-section of research samples. Within a framework of the propriety investigations of obtained layers on constructional steels, the assessment of hardness was conducted on the cross-section of samples and wear resistance. The research results permitted affirm that in produced layers including carbon or carbon and nitrogen, the microstructure consisted of martensite and bainite, and the core microstructure was ferrite and pearlite. This structure made possible to obtain of the growth of wear abrasive and hardness’s on the section in the comparison with the sample alloying without pastes by laser. It recapitulated the use of pastes on the base of graphite, polyvinyl alcohol and ferrocyanide in the connection with the laser beam improves the surface layers propriety of machines part from low carbon steel.