Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of nitriding and laser remelting on properties of austenitic stainless steel type X10CrNi18-8 and cavitation erosion resistance

Sitko A., Szkodo M., Kucharski S.

Advances in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, nr 2(48)

21--31

EN

The paper presents properties of surface layers. Surface layers were obtained by using low temperature glow–discharge nitriding process and laser remelting carried out on austenitic stainless steel type X10CrNi18-8. Investigations were done by using an Ultra Nanoindentation Tester (UNHT) in the Warsaw Institute of Fundamental Technological Research. The influence of the above mentioned treatments on obtained surface layers is shown. The values of the Vickers hardness (HV), the irreversible indentation work (Wir), the reversible work (We) and the maximum depth (hmax) during indentation were determined using the method proposed by Oliver and Pharr [1]. On the basis of mechanical properties, the elasticity (Ie) and ductility (Iir) indexes were calculated. Moreover, microstructure cross-section of the austenitic stainless steel after nitriding process and laser remelting was observed using a scanning electron microscope. Cavitation test was performed at a vibratory rig with stationary specimen. On the basis of erosion curves the cavitation resistance was evaluated.

2

Plasma emission spectroscopy as a monitoring tool for deposition of S-phase layers by magnetron sputtering

Suszko T., Jahodowa V., Gulbiński W.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

273--275

EN

Numerous attempts to improve hardness and wear resistance of austenitic stainless steel by nitriding led to identification of so called S-phase (expanded austenite). Currently S-phase is obtained not only by nitriding of steel but also by physical vapour deposition (PVD). The aim of present work was to verify whether the magnetron sputter deposition process of the S-phase layers from 316L steel target can be monitored with the use of plasma optical emission spectroscopy (OES). Specific atomic emission lines of steel target and gas atmosphere components were chosen and analyzed. A series of deposition processes as well as samples characterization was performed. The atomic chromium emission line at 520.8 nm has been selected and proven to be sensitive to the 316L target poisoning process and thus appropriate for deposition process monitoring.

PL

Liczne próby zwiększenia twardości oraz odporności na zużycie ścierne austenitycznych stali nierdzewnych doprowadziły do identyfikacji tak zwanej fazy S (austenitu rozszerzonego). Aktualnie fazę tę na powierzchni stali uzyskuje się nie tylko na drodze azotowania, ale również metodami PVD. Celem pracy było zweryfikowanie, czy proces nanoszenia warstw fazy S za pomocą rozpylania magnetronowego targetu ze stali 316L może być monitorowany z wykorzystaniem optycznej spektroskopii emisyjnej (OSE) plazmy procesowej. Wybrano i przeanalizowano szereg linii emisyjnych zarówno materiału źródła, jak i atmosfery gazowej. Przeprowadzono procesy nanoszenia warstw fazy S oraz przebadano ich skład chemiczny oraz fazowy. Wytypowano atomową emisyjną linię chromu (520,8 nm) jako czułą na zatruwanie źródła i użyteczną z punktu widzenia monitorowania procesu nanoszenia.

3

Ferromagnetic and spin wave resonances in thin layer of expanded austenite phase

Typek J., Guskos N, Zolnierkiewicz G., Berczynski P., Guskos A., Baranowska J., Fryska S.

Materials Science Poland

|

2014

|

Vol. 32, No. 2

198—205

EN

Four samples of austenite coatings deposited by reactive magnetron sputtering on silicon substrate at four different temperatures and pressures were investigated by ferromagnetic resonance (FMR) method at room temperature. The expanded austenite phase S (gN) layers with thickness in the 160 – 273 nm range and concentration of magnetic atoms: 72 % Fe, 18 % Cr and 10 % Ni, were obtained. The coatings with nanometric size grains were strongly textured and grown mostly in [100] direction, perpendicular to the sample surface. Intense FMR spectra were recorded at various angles between the static magnetic field direction and the sample surface. A strong magnetic anisotropy of the main uniform FMR mode was observed and the effective magnetization 4πMe f f determined. Spin wave resonance (SWR) modes were observed in all investigated samples in out-of-plane geometry of the magnetic field. The resonance fields of SWR modes in our samples varied linearly with the spin wave mode number. The value of the effective magnon stiffness constant was determined assuming a parabolic shape of the magnetization variation across the sample thickness.

4

Wpływ składu atmosfery gazowej procesów azotowania jarzeniowego na mikrostrukturę i właściwości warstw wytworzonych na stali austenitycznej

Skołek-Stefaniszyn E., Brojanowska A., Trojanowski J., Wierzchoń T.

Inżynieria Powierzchni

|

2010

|

Nr 1

28-34

PL

W pracy przedstawiono wpływ składu atmosfery reaktywnej stosowanej w procesie azotowania jarzeniowego stali austenitycznej 316L na skład fazowy, grubość, chropowatość powierzchni, twardość, odporność na zużycie przez tarcie i odporność korozyjną wytworzonych warstw. Wykazano, że warstwy austenitu azotowego wytworzone w procesach prowadzonych przy niższej zawartości wodoru charakteryzują się mniejszą chropowatością, większą grubością, wyższą twardością i odpornością na zużycie przez tarcie. Jednocześnie warstwy te posiadają niższą odporność korozyjną, związaną z wytworzeniem azotku chromu - CrN.

EN

The paper presents an influence of atmosphere composition in glow-discharge nitriding process on both microstructure and properties (phase and chemical composition, thickness, surface roughness, hardness, wear and corrosion resistance) of layers produced on austenitic stainless steel 316L type. It was revealed that expanded austenite layers produced in glow-discharge nitriding processes in atmosphere with a lower content of hydrogen are characterized by lower surface roughness, higher thickness and hardness and better wear resistance. Moreover the layers are characterized by lower corrosion resistance related with forming of chromium nitride CrN in the surface layer.

5

The properties of hard coating composed of S-phase obtained by PVD method

Baranowska J., Fryska S., Przekop J., Suszko T.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2009

|

Vol. 33, nr 4

59-69

EN

S-phase usually is obtained by low temperature (<500 degrees centigrade) nitriding of austenitic stainless steel. It is hard and wear resistant phase with good corrosion properties. The paper presents the results of an investigation into coatings composed of S-phase produced by reactive magnetron sputtering. The microstructure and phase composition of the layers were investigated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and glow discharge optical spectroscopy. Potentiodynamic corrosion tests and friction studies were used to characterize the exploitation properties of the coatings.

PL

Faza S tworząca się podczas niskotemperaturowego (<500 stopni Celsjusza) azotowania stali austenitycznej charakteryzuje się dużą twardością oraz dobrymi właściwościami tribologicznymi i odpornością na korozję. Przedstawiono wyniki badań właściwości powłok zbudowanych z fazy S i wytworzonych w procesie reaktywnego rozpylania magnetronowego. Badania mikrostruktury prowadzono metodami mikroskopii skaningowej. Skład fazowy ustalono metodą dyfrakcji rentgenowskiej w geometrii Bragga-Brentana oraz geometrii stałej wartości kąta padania. Określono zawartość azotu w powłokach metodą mikroanalizy rentgenowskiej (WDS) i (GD-OES) oraz właściwości korozyjne powłok metodą potencjometryczną, natomiast odporność na ścieranie metodą kulka-tarcza.

6

Modyfikacja struktury i właściwości warstw wierzchnich stali węglowych intensywnymi impulsami plazmy argonowej i azotowej

Sartowska B., Waliś L., Piekoszowski J., Nowicki L., Ratajczak R., Senatorski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2008

|

nr 3

35-42

PL

W stali poddanej oddziaływaniu azotu mogą powstać - w zależności od warunków prowadzenia procesu fazy z układów równowagi faz żelazo - azot - dodatki stopowe. Szczególne zainteresowanie budzi faza określana jako gammaN (gammaC) tzw. austenit azotowy (węglowy) o zwiększonym parametrze sieci. Przy obecności tej fazy w stalach nierdzewnych zachowana jest dobra odporność korozyjna przy jednoczesnym wzroście odporności na zużycie przez tarcie. Faza gammaN może powstać również w stalach węglowych, a nawet w żelazie Armco, jeśli zostaje przetopiona warstwa wierzchnia materiału krótkimi (skala mikrosekund) intensywnymi (skala MWCm-2) impulsami plazmy azotowej. W przypadku fazy gammaC może wystarczyć przetapiający powierzchnię stali impuls energii dostarczonej np. przez wiązkę jonów lub plazmy nie zawierającej pierwiastka reaktywnego. Przeprowadzono procesy modyfikacji powierzchni stali węglowych intensywnymi impulsami plazmy argonowej lub azotowej, które spowodowały przetopienie warstwy wierzchniej materiału. Warstwy te charakteryzowano metodami NRA, SEM, CEMS, GXRD oraz przeprowadzono testy tribologiczne. Wytworzone zmodyfikowane warstwy wierzchnie ze znaczną zawartością faz austenitycznych, w tym austenitu o zwiększonym parametrze sieci posiadają lepsze niż materiał wyjściowy właściwości użytkowe.

EN

Phase transformations into austenite can occur in the surface layers of steels irradiated with intense pulses of laser, ion or plasma beams. Due to the presence of phase, named nitrogen (carbon) expanded austenite, gammaN (gammac) good corrosion resistance is maintained while the wear resistance is increased in stainless steel. Unalloyed steels with various content of carbon have been treated using high intensity, short argon and nitrogen plasma pulses and the near surface layer has been melted. In the case of gammaC phase the pulses can induce only heat effects but with intense pulses implemented the nitrogen atoms generate the formation of phases with nitrogen. NRA, SEM, CEMS, GXRD measurements and tribological tests have been used to examine the modified samples. This paper presents results of investigations of modification effects in the near surface layer of carbon steels after irradiation with intense argon or nitrogen plasma pulses.

7

Low temperature gas nitriding of stainless steel - technological and utility aspects

Baranowska J.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2008

|

Vol. 32, nr 1

59-69

EN

The paper presents the results of an investigation into gas nitrided austenitic stainless steel. The layers were obtained at a range of temperature 400-570°C and in the atmosphere containing between 20 and 100%NH3. A particular stress is put on the layers produced below 500°C when the layers are predominantly composed of S-phase ("expanded austenite"). The properties of the layers were characterized by stationary potential tests, wear and friction studies and hardness measurements. The morphology of the layers was investigated by X-ray diffraction, scanning and light microscopy and elemental microanalysis. Potential technological problems, which have to be considered to practically apply this technology as well as main limitations concerning layer's properties, are discussed.

PL

Warstwy azotowane wytworzono w zakresie temperatury 400-570°C, w atmosferze o zawartości od 20 do 100% amoniaku. Szczególny nacisk w badaniach położono na wytwarzanie warstwy w temperaturze poniżej 500°C. Warstwy uzyskane w takich warunkach są zbudowane przede wszystkim z fazy S. Właściwości użytkowe warstw określono w badaniach galwanostatycznych, tribologicznych i twardości. Ustalono skład fazowy warstw metodą dyfrakcji rentgenowskiej i zawartość azotu metodą mikroanalizy. Przeprowadzono analizę możliwości praktycznego wdrożenia tej technologii do obróbki stali austenitycznej, uwzględniając ograniczenia technologiczne i właściwości użytkowe.

8

Interaction of nitrogen atoms in expanded austenite formed in pure iron by intense nitrogen plasma pulses

Piekoszewski J., Sartowska B., Waliś L., Werner Z., Kopcewicz M., Prokert F., Stanisławski J., Kalinowska J., Szymczyk W.

Nukleonika

|

2004

|

Vol. 49, nr 2

57-60

EN

The paper presents the results of experiments on modification of pure iron by high-intensity nitrogen pulsed-plasma treatment. The duration of nitrogen plasma pulses is approximately 1 mi s, and the energy density amounts to about 5 J/cm2. Such pulses are capable to melt the surface layer of the substrate (1- 2 mi m) and to introduce a significant concentration of nitrogen into the molten layer. Nuclear reaction analysis (NRA), X-ray diffraction (XRD) and conversion electron Mössbauer spectroscopy (CEMS) were used for characterisation of the treated samples. The main results of the data analysis are as follows: it has been stated that such treatment leads to gradual transformation of initial alfa-phase into austenitic gamma structure in which expanded austenite gammaN is present. Treatment with 20 pulses results in almost complete transformation and introduces a retained dose of nitrogen estimated as 5.5 × 1017 N/cm2. The susceptibility for expansion of the lattice transformed to austenite in this way is smaller than in the case when the steel subjected to conventional nitriding is originally of austenite type. The analysis of the ratio of alfa to gammaN as a function of the nitrogen content provides a firm evidence that strong repulsion forces act between the first and the second nearest-neighbour nitrogen atoms in the fcc austenitic structure formed as a result of nitriding of pure iron by intense nitrogen plasma pulses.