Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Azotowanie nanokrystalicznego żelaza mieszaniną amoniaku i wodoru w temperaturze 300°C

Wilk B., Kiełbasa K., Arabczyk W.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 10

1816-1820

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu azotowania nanokrystalicznego żelaza oraz redukcji uzyskanych nanokrystalicznych azotków żelaza mieszaninami azotującymi o różnym składzie chemicznym w temp. 300°C w stanach stacjonarnych. Stwierdzono istnienie histerezy zależności stopnia zaazotowania żelaza od potencjału azotującego stosowanej mieszaniny NH3+H2. Zaprezentowano przebieg zmian składu fazowego próbki podczas azotowania nanokrystalicznego żelaza i redukcji otrzymanych nanokrystalicznych azotków żelaza. Wykazano znaczne odstępstwa zachowania układu nanokrystaliczne żelazo-amoniak-wodór od otrzymanych przez Lehrera zależności dla materiałów grubokrystalicznych. W układzie nanokrystaliczne żelazo-amoniak-wodór stwierdzono występowanie mieszanin azotków żelaza i żelaza w szerokim zakresie potencjałów azotujących.

EN

Spent nanocryst. Fe catalyst for NH3 synthesis was nitrided and reduced with NH3+H2 mixt. at 300°C to a mixt. of nanocryst. α-Fe(N) + γ’-Fe4N and γ’-Fe4N + ε-Fe3-2N phases and a ternary α-Fe(N) + γ’-Fe4N + ε-Fe3-2N system. The chem. and phase compn. was confirmed by X-ray diffractometry and at. emission spectroscopy. The nitriding degree increased with increasing nitriding potential of the NH3+H2 mixt.

2

Nitrided layers on unalloyed steels with an enhanced corrosion resistance

Wach P., Michalski J., Burdyński K.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 12

447--450

EN

The paper presents nitrided layers on C10 steel and their corrosion properties. Nitrided layers with a surface layer of iron nitrides with the γ’ (Fe4N) structure were formed on unalloyed steel upon which their investigation was performed. The Surface layers of iron nitrides had a thickness of 3.0 to 11.0 μm. Such layers may constitute an alternative for the hitherto industrially manufactured, thick-surface layers of nitrides exceeding 20 μm, subsequently oxidised and impregnated. The so-produced layers were subject to basic metallographic, X-ray crystallography and corrosion resistance testing carried out using electrochemical methods and in a neutral salt spray chamber. It was found that the layers consisting exclusively of γ’ phase had a good corrosion resistance. A complete tightness and thickness of the layers not lower than 9.0 μm is a prerequisite for achieving an enhanced resistance. Thinner layers demonstrated good electrochemical properties however they did not exhibit corrosion resistance in the salt spray chamber.

PL

W artykule przedstawiono warstwy azotowane na stali C10 i ich właściwości korozyjne. Na stali niestopowej wytworzono i przebadano warstwy azotowane z przypowierzchniową warstwa azotków żelaza o strukturze γ’ (Fe4N). Przypowierzchniowe warstwy azotków żelaza posiadały grubość od 3,0 do 11,0 μm. Warstwy takie mogą stanowić alternatywę dla dotychczas wytwarzanych przemysłowo grubych przypowierzchniowych warstw azotków powyżej 20 μm, następnie utlenianych i impregnowanych. Na tak wytworzonych warstwach przeprowadzono podstawowe badania metalograficzne, rentgenostrukturalne oraz odporności korozyjnej wykonane metodami elektrochemicznymi i w komorze obojętnej mgły solnej . Stwierdzono, że warstwy składające się tylko z fazy γ’ posiadają dobrą odporność korozyjną. Warunkiem koniecznym do osiągniecia zwiększonej odporności jest ich całkowita szczelność oraz grubość nie mniejsza niż 9,0 μm. Cieńsze warstwy posiadały dobre właściwości elektrochemiczne ale nie wykazywały odporności korozyjnej w komorze solnej.

3

Pomiary grubości warstw azotków żelaza

Betiuk M., Michalski J., Tacikowski J., Łataś Z.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

60--65

PL

W artykule omówiono zagadnienie identyfikacji struktur warstw azotowanych na zgładach płaskich i sferycznych wykonanych na powierzchniach próbek azotowanych o geometrii kuli i walca. W sposób szczegółowy przedstawiono podstawy teoretyczne oceny grubości ujawnionych struktur warstw azotków żelaza. Zgłady na powierzchni walca i kuli zilustrowano graficznie. Wprowadzono parametry geometryczne pozwalające na ujawnianie struktur warstw wraz z wiążącymi je zależnościami matematycznymi. Przedstawiono przykłady ujawnianych struktur warstw azotowanych na stali 45.

EN

The article discusses the problem of identification the structures nitrided layers on metallographic plane and spherical cut made of nitrided sample geometry sphere and roller. The detail shows the theoretical evaluation revealed thick layers of nitrides of iron structures. Metallographic cut on the surface of the cylinder and a sphere is illustrated graphically. Introduced geometric parameters allowing disclosure layers structures binding them together with mathematical relations. The examples disclosed structures nitrided layers on steel 45.

4

Struktura warstw azotowanych na powierzchni zgładu sferycznego

Betiuk M., Tacikowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 3

39-45

PL

Stanowisko badawcze Kulotester pozwala w sposób szybki i precyzyjny ujawniać strukturę cienkich warstw i powłok na powierzchni zgładu sferycznego wykonywanego kulą. W artykule omówiono zagadnienie zidentyfikacji struktur warstw azotowanych na zgładach sferycznych. Przedstawiono przykłady ujawnianych struktur warstw azotowanych na stalach konstrukcyjnych 40HM i 38HMJ ulepszanych cieplnie.

EN

Thin films and coatings surface structures can be quickly and accurately revealed on their metallographic spherical polished microsections done with the use of the Kulotester ball. The problem of identifying the structure nitriding layers on spherical microsection is discussed. The examples of structures of nitriding layers on 38HMJ, 40HM guenched and tempered steels are presented.

5

Kinetics of nanocrystalline iron nitriding

Arabczyk W., Zamłynny J., Moszyński D.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2010

|

Vol. 12, nr 1

38-43

EN

Nitriding of nanocrystalline iron was studied under the atmosphere of pure ammonia and in the mixtures of ammonia - hydrogen - nitrogen at temperatures between 350°C and 500°C using thermogravimetry and x-ray diffraction. Three stages of nitriding were observed and have been ascribed to the following schematic reactions: (1) α-Fe → γ-Fe4N, (2) γ- Fe4N → ε - Fe3N and (3) ε - Fe3N → ε - Fe2N. The products of these reactions appeared in the nitrided nanocrystalline iron not sequentially but co-existed at certain reaction ranges. The dependence of a reaction rate for each nitriding stage on partial pressure of ammonia is linear. Moreover, a minimal ammonia partial pressure is required to initiate the nitriding at each stage.

6

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.

7

Korozja i pasywacja warstw azotowych na żelazie

Flis-Kaburska I., Flis J., Michalski J., Zakroczymski T.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

nr 4-5

113-116

PL

Badano korozyjne zachowanie warstw wierzchnich żelaza z azotkami ?, ?' i ? +?' otrzymanymi na drodze azotowania gazowego w 570oC. Pomiary przeprowadzono w obojętnych i zakwaszonych roztworach siarczanów oraz w buforze boranowym o pH = 8,4 bez i z dodatkiem chlorków lub amoniaku. Odporność korozyjna warstw azotkowych w roztworach siarczanów była większa niż odporność żelaza, natomiast w roztworze boranowym ich odporność była mniejsza. Pomimo zwiększonej korozji ogólnej, w boranach z dodatkiem chlorków warstwy azotkowe wykazywały bardzo wysoką odporność na korozję wżerową. Analiza powierzchni za pomocą XPS wykazała, że produkty korozji na azotowanym żelazie zawierały znacznie większe ilości tlenków żelaza, zwłaszcza magnetytu, niż na żelazie nieazotowanym. Zaproponowano wyjaśnienie, że anodowe zachowanie azotowanego żelaza w słabo- zasadowym roztworze jest określone głównie przez wpływ powstającego amoniaku. Intensywne anodowe roztwarzanie można wyjaśnić tworzeniem rozpuszczalnych kompleksów z amoniakiem, a duże ilości magnetytu można tłumaczyć zachodzeniem wspomaganej przez amoniak konwersji FeOOH + Fe(II) do Fe3O4. Zwiększona odporność na korozję wżerową azotowanego żelaza może być spowodowana powstawaniem większej ilości tlenków żelaza i wiązaniem chlorków w kompleks Fe-NH3-Cl.

EN

Corrosion behaviour of iron nitrides ?, ?' and ? + ?' ' (formed by gas nitriding at 570oC) was examined in neutral and acidifi ed sulphate solutions and in borate buffer of pH 8.4, without and with chlorides or ammonia. In chloride-free solutions, nitride layers showed in comparison with unnitrided iron higher corrosion resistance in neutral and acidifi ed solutions, but lower resistance in the borate buffer. Despite of increased general corrosion, in borate solution with an addition of chloride anions nitride layers exhibited a very high resistance to pitting corrosion. XPS analysis showed that anodic films on nitrided iron contained much larger amounts of iron oxides, in particular of magnetite, than those on untreated iron. It was suggested that the anodic behaviour of nitrided iron in slightly alkaline solution was determined mainly by the effect of evolving ammonia. Increased anodic dissolution can be explained by the formation of soluble complexes with ammonia, whereas increased amounts of magnetite can be due to the ammonia-promoted conversion of FeOOH + Fe(II) to Fe3O4. It was proposed that the enhanced pitting resistance of nitrided iron resulted mainly from the formation of large amounts of iron oxides and from binding of chloride anions into a Fe-NH3-Cl complex.

8

Utilization of spent iron catalyst for ammonia synthesis

Arabczyk W., Narkiewicz U., Lendzion-Bieluń Z., Moszyński D., Pełech I., Ekiert E., Podsiadły M., Pelka R., Jędrzejewski R., Moszyñska I., Sibera D.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2007

|

Vol. 9, nr 3

108-113

EN

Several methods of the utilization of spent iron catalyst for ammonia synthesis have been presented. The formation of iron nitrides of different stoichiometry by direct nitriding in ammonia in the range of temperatures between 350°C and 450°C has been shown. The preparation methods of carbon nanotubes and nanofibers where iron catalyst catalyse the decomposition of hydrocarbons have been described. The formation of magnetite embedded in a carbon material by direct oxidation of carburized iron catalyst has been also presented.

9

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.

10

Kształtowanie się struktury fazowej przypowierzchniowej warstwy azotków i węgloazotków żelaza.

Ratajski J., Tacikowski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

267-273

PL

Obecnie, w przypadku tworzenia się warstwy azotowanej na stalach istnieje niepełny obraz wszystkich czynników i mechanizmów kształtujących skład i budowę fazową warstwy azotków. Powoduje to ograniczone możliwości wpływania na zmiany własności użytkowych tej warstwy oraz zwęża zakres świadomego sterowania kinetyką wzrostu warstwy dyfuzyjnej. Ten drugi aspekt nie był do tej pory poza nielicznymi wzmiankami uwzględniany w literaturze, a jak wynika z badań przeprowadzonych przez autorów to właśnie skład i budowa fazowa warstwy azotków mają swój istotny, niezależnie od potencjału azotowego i temperatury udział w formowaniu się warstwy dyfuzyjnej a w szczególności jej grubości efektywnych. Zagadnienia te w niniejszej pracy były głównym powodem do podjęcia badań zmierzających do pełniejszego zrozumienia mechanizmów odpowiedzialnych za przemiany fazowe zachodzące w warstwie azotków na wybranych stalach stopowych i węglowych. W prezentowanych w pracy badaniach dotyczących stali 20, N9 i 4340 wykazano, że tworzenie się na nich warstwy azotków odbywa się wg dwóch sekwencji: alfa->gama'->epsilon1 oraz alfa->epsilon2->gama'->epsilon1. Zaobserwowano, że dominacja jednej lub drugiej sekwencji tworzenia się warstwy zależy od składu chemicznego stali, głównie zawartości węgla oraz od potencjału azotowego w danej temperaturze procesu. Odnotowano również charakterystyczne zmiany fazowe zachodzące w warstwie funkcji czasu.

EN

The incomplete image regarding knowledge of all factors and mechanisms forming the composition and phase structure of nitrides layer limits our abilities of influence the functional qualities of this layer and narrows the range of controling over diffusion layer kinetics of growth. Apart from few remarks, this other aspect has not been discussed in the literature so far, however, as it comes out from the research performed by the authors, it is just the composition and the phase structure of nitrides layer, which have their essential (not depending on nitrogen potential and temperature) share in formation of diffusion zone, and its effective thicknesses in particular. These problems mentioned above were a main impulse for better undertanding of mechanisms that are responsible for phase evolutions taking place in nitrides layer on chosen alloys and carbon steels. In the research presented in the article concerning steels 20, N9 and 4340 it was proved that formation of nitrides layer happens along two sequences alpha->gamma'->epsilon1 and alpha->epsilon 2->gamma'=>epsilon1. It was observed that domination of the first or second sequence of layer formation depends mainly on chemical composition of steel and nitrogen potential at given temperature. Characteristic phase changes taking place in the layer in the function of time have also been noticed.