Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Regulowane azotowanie gazowe powierzchni otworów nieprzelotowych z zastosowaniem w fazie nagrzewania dwuskładnikowych atmosfer NH3 + NH3zdys

Bujak J., Hermanowicz P.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 1

27--31

PL

W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań wpływu składu chemicznego dwuskładnikowych atmosfer azotowania na strukturę i właściwości warstw azotowanych w powierzchniach otworów nieprzelotowych. Wyniki pokazały, że wykorzystanie w fazie nagrzewania atmosfery dwuskładnikowej NH3 + NH3zdys podczas kontrolowanego procesu azotowania umożliwia wytwarzanie na powierzchniach otworów nieprzelotowych warstw azotowanych o ograniczonej grubości warstwy azotków żelaza oraz wystarczająco wysokiej twardości. Warstwy azotowane uzyskane na powierzchniach ślepych otworów, w zależności od położenia w otworze, wykazują podobne zróżnicowanie struktur i właściwości, niezależnie od stopnia rozcieńczenia amoniaku w atmosferach, które były zastosowane w fazie nagrzewania. To zróżnicowanie spowodowane jest słabym dopływem świeżej atmosfery azotującej do wnętrza nieprzelotowych otworów z powodu ich małych średnic, co z kolei objawia się – wraz ze wzrostem głębokości otworów stopniowym spowolnieniem kinetyki wzrostu i zmniejszeniem grubości oraz twardości warstwy azotowanej.

EN

The paper presents the preliminary research results of the influence of the chemical composition of the two-component nitriding atmospheres on the structure and properties of the nitrided layers in the surfaces of the blind holes. The results showed that the utilization during the heating-up stage of in the controlled gas nitriding process the two-component atmospheres NH3 + NH3diss enables the production of the nitrided layers with a limited thickness of an iron nitrides layer as well as and a sufficiently high hardness on the surfaces of the blind holes. The nitrided layers obtained on the surfaces of the blind holes, depending on the position in the hole, show similar differentiation of the structures and properties, regardless of the dilution rate of ammonia in the atmospheres that were used during the heating-up stage. This differentiation is caused by the weak inflow of the fresh nitriding atmosphere to the interior of the blind holes due to their small diameters, which in turn is manifested as a gradual slowdown of the growth kinetics, a reduction of the thickness and hardness of a nitrided layer along with the increase in the depth of the blind holes.

2

Reducing wear of piston rings using zero flow nitriding

Kowalska J., Wróblewski E.

Journal of KONES

|

2016

|

Vol. 23, No. 2

193--199

EN

This article presents new method of controlled gas nitriding called ZeroFlow, which is used for nitriding of internal combustion engine parts. Increasing efficiency of internal combustion engines means that engines are working under high thermal and mechanical loads, which is the unfavourable phenomenon – especially for elements of engine power train such as crankshaft or piston rings. Due to the high temperature and pressure in cylinder during combustion, piston rings are working under limit loads, which mean that lengthened fatigue life and wear resistant are of critical importance. Heat treatment is the most common way used for improving tribological properties of piston rings; one of the methods of heat treatment using in automotive industry, which meets with growing interest, is nitriding, especially controlled gas nitriding. The main aim of nitriding is to obtain layer with higher surface hardness, improved fatigue life and corrosion resistance, increased wear resistant and antigallic properties. According to that, this layer increase durability of nitrided parts, and as a result – durability of machines and vehicles. Steel nitriding using the ZeroFlow method allows precise forming of nitrided layers with respect to the phase structure, zone thicknesses and hardness distribution, which means that the ZeroFlow nitriding enable maintenance of full control over the kinetics of the nitrided layer growth. Kinetics of nitrided layer growth allows developing the especially dedicated process with specific parameters, which ensure obtaining on piston rings nitrided layer with strictly defined, required properties.

3

Designing nitriding processes using simulator of the kinetics of nitrided layer growth

Kowalska J.

Journal of KONES

|

2016

|

Vol. 23, No. 4

217--223

EN

This article presents simulator of the kinetics of nitrided layer growth. Simulator of the kinetics of nitrided layer growth is an application, which supports new method of controlled gas nitriding called ZeroFlow. ZeroFlow method is used for nitriding selected car engine parts, such as crankshafts, camshafts, piston rings, poppet valve springs and discs, piston pins or nozzles for unit injectors. Through the use of simulation models, it is possible to develop the especially dedicated processes with specific parameters for each of this parts, which means that simulator of the kinetics of nitrided layer growth enables forming of nitrided layer with strictly defined properties: required phase structure with thicknesses of particular zones that occurs in it and required hardness distribution. Moreover, using simulation models this layers are obtained in the shortest possible time, which is connected with the lowest energy and gases consumption; therefore, nitriding process using ZeroFlow method (and simulator of the kinetics of nitrided layer growth) is both economical and environmentally friendly and meets with an increasing interest from the industrial consumers. Particular examples of industrial applications of simulator will be mentioned in article. Moreover, this article will show main functions, possibilities and advantages of simulator program; it will also present function called “simulation solver”, which allows optimization of process parameters.

4

Nitriding of car engine parts using ZeroFlow method

Kowalska J., Małdziński L.

Combustion Engines

|

2016

|

R. 55, nr 4

3--7

EN

This article presents new method of controlled gas nitriding called ZeroFlow, which is used for nitriding of selected car engine parts. Parts such as crankshafts, camshafts, piston rings, poppet valve springs and discs, piston pins or nozzles for unit injectors was nitrided with ZeroFlow method so far. Through the use of simulation models it was possible to develop the specially dedicated process with specific parameters for each of this parts; it allows forming of nitride layer with strictly expected properties: required phase structure with thicknesses of each zone occurs in it and required hardness distribution. Moreover, through the use of simulation models this layers were obtained in in the shortest possible time, which is connected with the lowest energy consumption; therefore, nitriding process using ZeroFlow method is both economical and environmentally friendly. This article will discuss the essence of controlled gas nitriding process, with an emphasis on the influence of process parameters on results of nitriding process. This information are the basis to understand the issue of the kinetics of nitrided layer growth, and as it follows – for its practical application in designing, regulation and control of nitriding processes using simulation models (simulator of the kinetics of nitrided layer growth). Designing of ZeroFlow nitriding processes on the basis of the kinetics of nitrided layer will be shown on the example of nitriding of crankshafts for sports car engines.

5

Niskoemisyjne, ekologiczne azotowanie elementów pojazdów samochodowych przy wykorzystaniu metody ZeroFlow

Kowalska J.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 6

236--241

PL

W artykule omówiona została nowoczesna metoda regulowanego azotowania gazowego ZeroFlow, znajdująca zastosowanie w azotowaniu wybranych elementów pojazdów samochodowych. Dzięki zastosowaniu modeli symulacyjnych opisujących kinetykę wzrostu warstwy azotowanej możliwe jest opracowanie specjalnie dedykowanych procesów o odpowiednio dobranych parametrach; pozwala to na otrzymanie warstw azotowanych o ściśle określonych własnościach: wymaganej budowie fazowej wraz z grubościami stref/faz w niej występujących oraz wymaganych rozkładach twardości. Ponadto, dzięki zastosowaniu modeli symulacyjnych warstwy te są wytwarzane w możliwie najkrótszym czasie i przy najmniejszym zużyciu energii; proces azotowania metodą ZeroFlow jest zatem procesem ekonomicznym i ekologicznym. W artykule przedstawiono istotę procesu regulowanego azotowania gazowego ze szczególnym naciskiem na wpływ parametrów procesu azotowania na otrzymywane rezultaty. Informacje te stanowią podstawę do zrozumienia zagadnienia kinetyki wzrostu warstwy azotowanej, a co za tym następuje – dla jego praktycznego zastosowania w projektowaniu, regulacji i kontroli procesów azotowania przy wykorzystaniu modeli symulacyjnych (symulatora kinetyki wzrostu warstwy azotowanej). Projektowanie procesów azotowania ZeroFlow w oparciu o kinetykę wzrostu warstwy azotowanej wyjaśniono na przykładzie azotowania wałów korbowych dla silników samochodów sportowych.

EN

Paper presents new method of controlled gas nitriding called ZeroFlow, which is used for nitriding of selected motor vehicles components. Through the use of simulation models it was possible to develop the specially dedicated process with specific parameters; it allows forming of nitrided layer with strictly expected properties: required phase structure with thicknesses of each zone occurs in it and required hardness distribution. Moreover, through the use of simulation models this layers are obtained in in the shortest possible time, which is connected with the lowest energy consumption; therefore, nitriding process using ZeroFlow method is both economical and environmentally friendly. This article will discuss the essence of controlled gas nitriding process, with an emphasis on the influence of process parameters on results of nitriding process. This information are the basis to understand the issue of the kinetics of nitrided layer growth, and as it follows – for its practical application in designing, regulation and control of nitriding processes using simulation models (simulator of the kinetics of nitrided layer growth). Designing of ZeroFlow nitriding processes on the basis of the kinetics of nitrided layer will be shown on the example of nitriding of crankshafts for sports car engines.

6

Nitrogen Availability Of Nitriding Atmosphere In Controlled Gas Nitriding Processes

Michalski J., Burdyński K., Wach P., Łataś Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

747--754

EN

Parameters which characterize the nitriding atmosphere in the gas nitriding process of steel are: the nitriding potential KN, ammonia dissociation rate α and nitrogen availability mN2. The article discusses the possibilities of utilization of the nitriding atmosphere’s nitrogen availability in the design of gas nitriding processes of alloyed steels in atmospheres derived from raw ammonia, raw ammonia diluted with pre-dissociated ammonia, with nitrogen, as well as with both nitrogen and pre-dissociated ammonia. The nitriding processes were accomplished in four series. The parameters selected in the particular processes were: process temperature (T), time (t), value of nitriding potential (KN), corresponding to known dissociation rate of the ammonia which dissociates during the nitriding process (α). Variable parameters were: nitrogen availability (mN2), composition of the ingoing atmosphere and flow rate of the ingoing atmosphere (FIn).

PL

Parametrami charakteryzującymi atmosferę azotującą w procesie azotowania gazowego stali są: potencjał azotowy KN, stopień dysocjacji amoniaku α oraz rozporządzalność azotu mN2. W artykule omówiono możliwości wykorzystania rozporządzalności azotu atmosfery azotującej w projektowaniu procesów azotowania gazowego stali stopowych w atmosferach azotujących uzyskanych z amoniaku, z amoniaku rozcieńczonego zdysocjowanym amoniakiem, azotem oraz azotem i zdysocjowanym amoniakiem. Procesy azotowania wykonano w czterech seriach. Parametrami ustalonymi w poszczególnych seriach była temperatura procesu (T), czas (t), wartość potencjału azotowego (KN), któremu odpowiada określona wartość stopnia dysocjacji amoniaku zdysocjowanego podczas procesu azotowania (α). Parametrami zmiennymi była rozporządzalność azotu (mN2), skład atmosfery wlotowej i natężenie przepływu atmosfery azotującej wlotowej (Fw).

7

Zużycie i emisja gazów technicznych w procesie regulowanego azotowania gazowego ZeroFlow oraz w dotychczas stosowanych procesach

Małdziński L., Ostrowska K., Okuniewicz P., Hofman A., Kowalska J.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2014

|

1-2

8--14

PL

W pracy analizowano wpływ niektórych czynników determinujących zużycie amoniaku i azotu w dotychczas stosowanych procesach (klasycznym, Floe i Nitreg) oraz niedawno wprowadzonym do praktyki - azotowanie ZeroFlow. Analizowano te czynniki, na które użytkownicy azotowania mogą mieć pewien wpływ i poddawać je optymalizacji. Są to: temperatura procesu, potencjał atmosfery, budowa fazowa warstwy oraz stężenie azotu w warstwie przypowierzchniowej, jej grubość oraz rodzaj stosowanej atmosfery (NH3 , NH3 + NH3 zdys. i NH3 + N3). Wykazano, że najmniejsze zużycie i emisja gazów technicznych wykazuje proces o precyzyjnej regulacji . kinetyki wzrostu warstwy azotowanej w procesie z użyciem atmosfery 1-składnikowej - : samego amoniaku.

EN

This research studies the impact of certain factors on the consumption of ammonia and nitrogen in the established nitriding processes (classical, Floe and Nitreg) and the most recent - ZeroFlow nitriding process. Analyzed are the parameters that can be, to some degree, adjusted and optimized by the users. These include the temperature of the process, atmosphere potential, phase constitution, nitrogen concentration in the surface layer and its thickness, as well as the type of atmosphere (NH3, NH3 + dissociated NH3, and NH3 + N2). In conclusion, it is established that the lowest consumption and emission of the industrial gases is achieved in a process where a precise control over the kinetics of the layer growth is exercised and a unary atmosphere - ammonia - is employed.

8

Utwardzanie wydzieleniowe za pomocą obróbki cieplnej azotowanej stali węglowej

Tacikowski J., Wach P., Michalski J., Burdyński K.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 6

552--555

PL

W pracy przedstawiono możliwości utwardzenia wydzieleniowego warstwy azotowanej na stali węglowej (C45) obróbki cieplnej polegającej na wysokotemperaturowym wygrzewaniu (austentyzacja) i niskotemperaturowym starzeniu. Tak pomyślany proces prowadzi, w wyniku zachodzących podczas wysokotemperaturowego wygrzewania (740°C) migracji azotu, do utworzenia się w strefie przypowierzchniowej azotowanej stopu (Fe, M)-C-N o innych cechach strukturalnych w porównaniu z pierwotną warstwa azotowaną. Warstwa przypowierzchniowa jest zbudowana z martenzytu azotowego, bainitu oraz wydzieleń weglikoazotków i fazy α". W wyniku utwardzenia uzyskuje się umocnienie przypowierzchniowe strefy do głębokości ok. 1 mm. Utwardzona wydzieleniowo stal odznacza się bardzo dobrą odpornością na zużycie przez tarcie (tab. 3). Opracowany proces utwardzania wydzieleniowego może stanowić alternatywę dla hartowania indukcyjnego. W artykule przedstawiono wyniki badań metalograficznych, twardości oraz odporności na zużycie przez tarcie.

EN

The paper presents the possibility of precipitation hardening of the nitrided layer on carbon steel (C45) by heat treatment: high-temperature annealing (austentizing) and low temperature aging. Thus conceived process leads, as a result of the high temperature occurring during austenitizing (740°C) the migration of nitrogen, to form a nitrided surface zone in an alloy (Fe, M)-C-N with other structural features in comparison with the original nitride layer. Surface layer is composed of martensite, bainite, ferrite and carbonitrides precipitates and phase α" As a result of the strengthening obtained subsurface hardened zone to a depth of approximately 1 mm. Precipitation hardened steel has very good resistance to wear by friction (Tab. 3). Developed hardening process can be an alternative induction hardening. The article presents the results of metallographic, hardness, resistance to wear by friction.

9

Wpływ regulowanego azotowania gazowego na trwałość eksploatacyjną przewodu luf broni strzeleckiej

Łataś Z., Michalski J., Talikowski J., Betiuk M., Wach P., Senatorski J., Burdyński K.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2013

|

Vol. 4, Nr 4 (14)

53-65.

PL

Lufy broni strzeleckiej w większości są produkowane z niskostopowych stali konstrukcyjnych, podobnych do stali 30HN2MFA. Celem badawczym było poszukiwanie nowych technologii typu multiplex m.in. cieplno-chemicznych, połączonych z głębokim wymrażaniem, które mogą zagwarantować trwałość finalną lufy przy mniejszej uciążliwości technologii dla środowiska naturalnego. Jedną z takich metod jest ulepszanie cieplne lufy, połączone w zamkniętym cyklu technologicznym z głębokim wymrażaniem, a następnie poddanie jej regulowanemu azotowaniu gazowemu. Omówiono wyniki badań procesów regulowanego azotowania gazowego konstrukcyjnej stali stopowej gatunku 38HMJ, używanej na części maszyn, narażone w eksploatacji na korozję, zużycie przez tarcie i zmęczenie oraz udary cieplne, przewidzianej do zastąpienia obecnie stosowanej stali lufowej 30HN2MFA. Procesy azotowania prowadzono w zakresie temperatury: 520-560°C i w czasie 4-6 h, w atmosferze NH3-N2 bądź NH3-NH3zdys z regulowaniem ich składu i potencjału azotowego w okresie nagrzewania i w temperaturze procesu. Podano przykłady i omówiono wpływ rozwiązań procesu umożliwiające wytwarzanie warstw azotowanych na stali 38HMJ z warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczone do narażeń korozyjnych i tribologicznych oraz z ograniczoną warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczone do narażeń zmęczeniowych.

EN

The project research - development, implemented in a consortium: Institute of Precision Mechanics (Warsaw, Poland), Military University of Technology (Warsaw, Poland) and Small Arms Factory (Radom, Poland), studies were undertaken of the possibility and desirability of replacing the electrolytic chromium plating technology used in the production of small arms barrels of 5.56 mm. So far, the barrel of small arms calibre 5.56 mm, and the like are mostly produced from low-alloy structural steels, similar to that used for the purpose of domestic steel 30HN2MFA. The aim was to search for new technologies such as multiplex thermo-chemical properties, combined with the deep freeze, which can ensure the sustainability of the final gun with less onerous technologies for the environment. One such method is the quenching barrel, connected in a closed technological cycle of the deep freeze and then subjected to nitriding gas industries regulated. The results of investigations of processes controlled gas nitriding grade alloy steel construction 38HMJ, used for machine parts, exposed in operation to corrosion, friction wear and fatigue and thermal shock, provided to replace the currently used barrel steel 30HN2MFA. Nitriding process was carried out in the temperature range 520-560°C and at times 4-6 h, in an atmosphere of N2 or NH3-NH3zdys with the settlement of their composition and potential for nitrogen during the heating process and temperature. Provides examples and discusses the impact of process solutions for the production of nitrided layers on 38HMJ iron nitride layer at the surface, designed for corrosive and tribological exposure and limited iron nitride layer at the surface, intended for exposures of fatigues. For both types of nitrided layers determined resistance to frictional wear and impact resistance. Phenomena, brittleness and cracks bombardment nitrided layers after 10 000 rounds.

10

Regulowane azotowanie gazowe stali narzędziowych

Wach P., Michalski J., Ciski A., Tacikowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 4

16-20

PL

W artykule przedstawiono i omówiono regulowane azotowanie gazowe stali narzędziowych. Określono parametry atmosfer azotującej dla poszczególnych rodzajów stali. Wykazano wzrost odporności na zużycie przez tarcie oraz podwyższenie twardości powierzchni próbek i narzędzi wykonanych ze stali narzędziowych po azotowaniu, w porównaniu z narzędziami i próbkami bez azotowania, szeroko stosowanymi w procesach przemysłowych. W artykule przedstawiono niektóre zastosowania azotowania gazowego w procesach przemysłowych wykonywane w IMP oraz w zakładach, w których azotowanie zostało wdrożone przez IMP.

EN

Controlled nitriding of tool steels is presented and discussed. Parameters of nitriding atmospheres for different types of steel have been defined. It has been shown that wear by friction resistance has been increased as well as surface hardness of samples and tools made of tool steel after nitriding in comparison with the tools and samples without nitriding what is widely used in industrial processes. Some applications of gas nitriding in industrial processes carried out in the IMP and the plants where the nitriding has been implemented by IMP are presented.

11

Azotowanie gazowe stali stopowych z i bez przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza

Michalski J., Tacikowski J., Wach P., Ratajski J., Mońka G., Nakonieczny A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1100-1103

PL

W artykule omówiono wyniki badań procesów regulowanego azotowania gazowego konstrukcyjnych stali stopowych gatunków 40HM i 38HMJ, używanych na części maszyn, narażone w eksploatacji na korozję, zużycie przez tarcie i zmęczenie stykowe. Do azotowania stosowano piec wgłębny z automatycznym sterowaniem komputerowym procesem, wyposażony w dysocjator amoniaku i system przyspieszonego chłodzenia wsadu. Procesy azotowania prowadzono w zakresie temperatury: 470÷580°C przez 4÷28 h, w atmosferze z NH3 bądź z NH3-NH3 zdys. z regulowaniem ich składu i potencjału azotowego w okresie nagrzewania i w temperaturze procesu. Podano przykłady rozwiązań procesu umożliwiające wytwarzanie warstw azotowanych na stalach stopowych, z warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczone do pracy w warunkach korozyjnych i tribologicznych oraz bez warstwy azotków żelaza, przeznaczone na części maszyn pracujące w warunkach zmęczenia stykowego. Określono odporność na zużycie przez tarcie i stykową wytrzymałość zmęczeniową stali po ulepszeniu cieplnym, azotowaniu roztworowym, bez przypowierzchniowej warstwy azotków, a także po dalszym precyzyjnym kulowaniu.

EN

The article describes the results of investigations of controlled gas nitriding processes of alloyed structural steel grades 40HM and 38HMJ, used for machine components exposed to corrosion, wear and contact fatigue in service. Nitriding was carried out in an industrial pit-type furnace, with the computer process control, also equipped with an ammonia dissociator, as well as a sys tem of fast cooling of the load after the process. Nitriding processes were carried out at temperatures within the range of 470÷580°C and times of 4÷28 h in atmospheres composed of ammonia (NH3) or a mixture of ammonia and dissociated ammonia (NH3-NH3 zdys.), with the regulation of their composition and nitriding potential during the heating and in the process temperature. Examples are given of process design enabling the formation of nitrided cases on alloyed steels with an iron nitride compound layer at the surface, designated for corrosion and tribological hazards, and without iron nitride compound layer, designed also for friction wear resistance and contact fatigue strength of steel after heat treatment, then precise ball peening, and then solution nitriding.

12

Projektowanie procesów regulowanego azotowania gazowego narzędzi i części maszyn - ogólne wytyczne

Michalski J., Wach P., Dobrodziej J., Ratajski J., Tacikowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2009

|

Nr 3

3-14

PL

W artykule przedstawiono kluczowe etapy projektowania procesów regulowanego azotowania gazowego narzędzi i części maszyn. Omówiono zasady doboru gatunku stali i jej obróbki cieplnej poprzedzającej proces azotowania. Scharakteryzowano rodzaje warstw azotowanych wytwarzanych na narzędziach i częściach maszyn. Omówiono kryteria doboru temperatury, rodzaju i składu atmosfer wlotowych oraz potencjału azotowego atmosfery azotującej. Podano przykłady przemysłowych zastosowań procesów regulowanego azotowania gazowego do narzędzi i części maszyn o wymaganej podwyższonej, w porównaniu z dotychczas uzyskiwaną, odpornością na zużycie przez tarcie, korozję i narażenia mechaniczne.

EN

Design basics of controlled gas nitriding processes of tools and machine parts are presented. Rules of selection of steel grades and parameters of their heat treatment, which precedes nitriding process are described. Types of nitrided layers made on tools and machine parts are characterized. Selection principles of temperatures, kind and composition of inflow atmosphere as well as nitriding potential are explained. Examples of industrial applications of controlled gas nitriding processes for tools and machine parts are given and it have been found that corrosion resistance and wear resistance are higher comparing to tools and parts treated in classical gas nitriding process.

13

Antykorozyjne azotowanie gazowe w praktycznych zastosowaniach przemysłowych

Wach P., Michalski J., Tacikowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2008

|

nr 2

19-25

PL

W artykule przedstawiono dwa sposoby antykorozyjnego regulowanego azotowania. Pierwszy sposób polega na wytworzeniu na częściach maszyn narzędziach grubych warstw azotków o grubości 15 - 25žm ze strefa porowatą. Po azotowaniu części te są utleniane i impregnowane. Jest to sposób azotowania szeroko rozpowszechniony w przemyśle. Dla tego typu azotowaniu pokazano obecne zastosowania przemysłowe. Drugi sposób azotowania antykorozyjnego jest to azotowanie z wytworzeniem szczelnych warstw azotków na powierzchni bez utleniania i impregnacji. Warstwy te składają się z fazy Fe4N (y') lub mieszaniny y' z niewielkim dodatkiem fazy Fe2-3N (e). Grubość tych warstw wynosi do 10 žm Jest to perspektywiczna metoda wciąż rozwijana i opracowywana w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej (IMP).

EN

The paper presents two types of anticorrosion gas nitriding. The thick nitride layers with porous zone (thickness about 15-25žm) on machinery parts and tools are of the first type. There are oxidation and impregnation processes of these parts after nitriding. Examples of industrial applications are shown in the paper. Second type of anticorrosion gas nitriding is obtained by controlled gas nitriding without porous layers and without oxidation and impregnation processes. The nitride layers consist of Fe4N phase (y) only or mixture phases Fe4N and Fe2-3N (e). Thickness of the layers is up to 10 žm. This method is still developed in Institute of Precision Mechanics (IMP).

14

Controlled gas nitriding of 40HM and 38HMJ steel grades with the formation of nitrided cases with and without the surface compound layer, composed of iron nitrides

Michalski J., Tacikowski J., Wach P., Ratajski J.

Problemy Eksploatacji

|

2006

|

nr 2

43-52

EN

The article describes the results of investigations of controlled gas nitriding processes of alloyed structural steel grades 40HM and 38HMJ, used for machine components exposed to corrosion, wear and contact fatigue in service. Examples are given of the process design enabling the formation of nitrided cases on alloyed steels with an iron nitride compound layer at the surface, designated for fatigue applications and as substrate for duplex processes.

PL

W artykule omówiono wyniki badań procesów regulowanego azotowania gazowego konstrukcyjnych stali stopowych gatunków 40HM i 38HMJ, używanych na części maszyn, narażone w eksploatacji na korozję, zużycie przez tarcie i zmęczenie stykowe. Do azotowania stosowano piec wgłębny z automatycznym sterowaniem komputerowym procesem, wyposażony w dysocjator amoniaku i system przyspieszonego chłodzenia wsadu. Procesy azotowania prowadzono w zakresie temperatur: 470-580°C i czasów 4-28 h, w atmosferach z NH3 bądź z NH3 - NH3zdys. z regulowaniem ich składu i potencjału azotowego w okresie nagrzewania i w temperaturze procesu. Podano przykłady rozwiązań procesu umożliwiające wytwarzanie warstw azotowanych na stalach stopowych, z warstwą azotków żelaza przy powierzchni, przeznaczone do narażeń korozyjnych i bez warstwy azotków żelaza, przeznaczone do narażeń zmęczeniowych i procesów podwójnych typu duplex.

15

Wytwarzanie warstw duplex metoda azotowania gazowego i PAPVD-Arc

Betiuk M., Burdyński K., Wach P., Michalski J., Kwiatkowski L.

Inżynieria Powierzchni

|

2006

|

nr 2

63-67

PL

Niniejsza praca dotyczy procesów wytwarzania kompozytu: warstwa azotowana/powłoka PAPVD na podłożu ze stali narzędziowej stopowej do pracy na gorąco. Celem pracy była analiza możliwości wytworzenia powłoki zbudowanej z faz układu Cr-N w procesie syntezy plazmowej (PAPVD-Arc), na podłożach stali WCL azotowanej gazowo (regulowane azotowanie gazowe- NitregŽ). W pracy zostały przedstawione wyniki badań wpływu struktury warstwy azotowanej i wpływu rodzaju cienkiej powłoki układu Cr-N, wytworzonych w procesie PAPVD-arc, na właściwości mechaniczne otrzymanego kompozytu i jego odporność korozyjną. Analizowano również strukturę fazową otrzymanych powłok.

EN

A formation of composite layer - nitriding layer/PAPVD coating on X37CrMoV5-1 steel was investigated. The aim of this work was to analyse the possibility to obtain the Cr-N containg coating by PAPVD-Arc process on WCL steel substrates subjected to the controlled gas nitriding process NitregŽ. The structure, phase composition, mechanical properties and corrosion resistance of obtained duplex layers are determined.

16

Kształtowanie struktury i własności stali EJ961 w procesie azotowania jarzeniowego w porównaniu z azotowaniem gazowym i fluidalnym

Frączek T., Jeziorski L., Jasiński J., Sadurski K., Michalski J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 7-8

347-351

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań procesu azotowania stali gatunku EJ961. Stal ta poddana została następującym technologiom azotowania: azotowaniu jonowemu - zarówno na katodzie jak i na podłożu odizolowanym od katody i anody, czyli w tzw. potencjale plazmy wyładowania jarzeniowego. Procesy azotowania przeprowadzono na urządzeniu do obróbek jarzeniowych z chłodzoną anodą typu JON - 600, regulowanemu azotowaniu gazowemu - w piecu Nx609 firmy Nitrex Metal Inc. azotowaniu fluidalnemu - w laboratoryjnej komorze fluidyzacyjnej grzanej w przemysłowym piecu fluidalnym typu FP700. Niniejsza praca zawiera rezultaty badań zmierzających do wyjaśnienia wpływu poszczególnych technologii azotowania na własności warstwy wierzchniej azotowanej stali EJ961. Dla określenia własności uzyskanych warstw na azotowych stalach zostały wykonane badania: metalograficzne, pomiaru twardości powierzchniowej, rozkładu twardości w warstwie azotowanej, badania składu fazowego oraz badania odporności na zużycie ścierne.

EN

This work presents results of research on nitriding process of EJ961 steel. The steel was subjected to following nitriding methods: glow discharge nitriding - both at the cathode and at the isolated from electrodes substrate, that is at so called glow discharge plasma potential (floating plasma). Processes were performed on glow discharge device with cooled anode type JON-600, controlled gas nitriding - on furnace Nx609, Nitrex Metal Inc, fluidized bed nitriding - inside laboratory fluidized chamber heated by industrial furnace type FP700. Given below work contains results tending towards an explatation of influence of applied nitriding techniques on surface layer properties of EJ961 steel. Following investigations were performed for determination of properties of surface layers produced on nitirded case, phase composition analysis and abrasive wear resistance tests.

17

Regulowane azotowanie gazowe pod kątem zastosowania do wysoko obciążonych części lotniczych.

Michalski J., Tacikowski J., Sułkowski I., Wach P., Kopeć S.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

223-226

PL

W artykule omówiono przykłady procesów azotowania, umożliwiających wytwarzanie warstw z ograniczoną bądź nawet bez przypowierzchniowej warstwy azotków. Wykazano, jak istotne znaczenie ma nie tylko prawidłowy dobór parametrów procesu, ale także warunków nagrzewania. Nieprawidłowy dobór tych warunków może spowodowć nawet nie utworzenie się warstwy azotowanej. W analizie procesów wskazano, który i przy jakich modyfikacjach może być stosowany zwłaszcza przy grubszych warstwach efektywnych wymagających dłuższych czasów azotowania.

EN

The importance of hot only choosing the right process parameters but also heating condition have been presented. An incorrect selection of those conditions may prevent the appearance of nitrided layer. The analysis of nitriding processes showed correct process of nitriding and its modification for long time nitriding and thick nitrided layer.

18

Nowe możliwości kształtowania struktury warstwy azotowanej metodą regulowanego azotowania gazowego.

Michalski J., Sułkowski I., Tacikowski J.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

237-240

PL

Regulowane azotowanie gazowe stali węglowych i stopowych jest nowoczesną metodą obróbki cieplno-chemicznej, w której jako podstawowy parametr charakteryzujący atmosferę azotującą wykorzystano potencjał azotowy Np. W Instytucie Mechaniki Precyzyjnej proces azotowania gazowego jest przedmiotem wszechstronnych badań podstawowych i technologicznych oraz zastosowań przemysłowych od ponad 30 lat. Celem regulowanego azotowania gazowego jest wytwarzanie na stalach konstrukcyjnych i narzędziowych warstw o budowie i właściwościach, dostosowanych do współczesnych wymagań wynikających ze specyficznych narażeń występujących w różnorodnych warunkach użytkowania azotowanych części oraz narzędzi. Proces przeprowadza się w temperaturze od 480 do 620 stopni Celsjusza, w czasie od ok. 30 min. do 60 h. Potencjał azotowy atmosfery dobierany jest przy tym zwykle w zakresie od 0,5 do 10. Przez odpowiedni dobór potencjału azotowego wpływać można na skład fazowy zewnętrznej strefy warstwy węgloazotków i azotków żelaza. Może ona być zbudowana z węgloazotku bądź z azotku epsilon, azotku gamma' bądź też z mieszaniny tych faz. Sterowanie potencjałem azotowym atmosfery ma na celu ograniczanie maksymalnego sumarycznego stężenia azotu i węgla w strefie przypowierzchniowej warstwy do poziomu nie przekraczającego 8,5%. Odpowiada to ograniczeniu nie kontrolowanego wzrostu, szczególnie przy dłuższych czasach procesu, porowatej strefy węgloazotku, charakteryzującego się nadmierną kruchością. Proces regulowany umożliwia otrzymywanie warstw utwardzonych na stalach konstrukcyjnych stopowych o grubości do 0,3 - 0,5 mm (przy odpowiednio długim czasie azotowania - do 1 mm), o bardzo ograniczonej strefie powierzchniowej węgloazotków, poniżej 10 mikrometrów. Twardość warstwy, uwarunkowana składem chemicznym stali, zawiera się w granicach od 350 HV (dla stali węglowych) do ok. 1200 HV (dla stali specjalnych do azotowania). Jako kryterium plastyczności warstwy azotowanej przyjęto brak pęknięć w obszarze przylegającym do odcisków wgłębnika przy pomiarze twardości metodą Vickersa. Pęknięcia takie, jak również wykruszenia przy pomiarze twardości stali azotowanych metodami konwencjonalnymi występować mogą już przy obciążeniach wgłębnika 5 kG (i mniejszych). Współcześnie wymaga się często, aby pęknięcia nie pojawiały się przy obciążeniach do 50 kG. Warunek ten spełnia regulowane azotowanie gazowe.

EN

Controlled gas-nitriding of carbon-steels and alloy-steels is modern method of thermochemical treatment, in which as primary parameter characteristing nitriding-atmosphere nitrogen potential Np is used. In Institute of Precision Mechanics process of gas-nitriding is object of many-sided researches as well as basic and technological and industrial uses from over 30 years. The aim of the controlled gas nitriding is to obtain the layers on constructional and tools steels which have structure and properties, suited to present requirements, resulting from specific exposures occuring from diversity of conditions of the applications of nitrided parts and tools. Process is realized in temperature range from 480 to 620 degrees centigrade, duration circa 30 minutes to 60 hours. Potential of gas-nitriding atmospheres is usually selected in range from 0,5 to 10. Through suitable selection of nitride-potential we have influenced on phase composition of external zone made of carbon-nitride and iron-nitride layers. They can be created from carbon-nitride and from nitride epsilon, nitride gamma' and also from mixtures of these phases. Steering with nitride-potential of atmospheres has in view limitation of the maximum total concentrations of nitrogen and carbon in subsurface zone of the layer to the level not exceeding 8,5%. It allows to limit uncontrolled growth of the height, (especially at longer times of process) of porous carbon-nitride epsilon, being characterized with excessive fragility. The controlled process makes possible to receive hardened layers of the thickness from 0,3-0,5 mm up to 1 mm at properly long time of nitriding of structural-alloyed steels, with very limited superficial zone of carbon-nitride epsilon, below 10 micrometers in thickness. Hardness of the layer, depends on chemical constitution of steel and is in the borders from 350 HV (for carbon steels) to circa 1200 HV (for special nitrided steel). The lack of cracks in close-fitting to the area of microindenter imprints at measurement of hardness with Vickers method was assumed as the criterion of the plasticity of the nitrided layer. Such cracks and also crumbling up can occur, at measurement of hardness of nitrided steels with conventional methods at charges of microindenter 5 kg (or less). Contemporay requirements often demand, that cracks should not appear at charges up to 50 kG. This condition is achieved by controlled gas-nitriding process.