Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Methods of data mining for modelling of low-pressure heat treatment

Wołowiec-Korecka E.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2017

|

Vol. 85, nr 1

31--40

EN

Purpose: This paper addresses the methods of the modelling of thermal and thermochemical processes used in computer-aided design, optimization and control of processes of thermal and thermochemical treatment in terms of obtaining real-time results of the calculations, which allows for observation of how an item changes during its treatment to respond immediately and to determine the parameters of a corrective process should any irregularities be detected. The main goal of the literature review was to develop a methodology for the design of functional and effective low-pressure processes of thermal and thermochemical treatments using effective calculation methods. Design/methodology/approach: A detailed analysis was conducted regarding the modelling methods with low-pressure carburizing and low-pressure nitriding. Findings: It was found the following criteria of methods selection of heat treatment modelling should be applied: data quality, data quantity, implementation speed, expected relationship complexity, economic and rational factors. Practical implications: Because of its non-equilibrium nature and transient states in the course of the processes computational support is particularly required in low-pressure thermochemical treatments. The primary goal of the simulation is to predict the course of the process and the final properties of the product, what ensures the repeatability of the process results. Originality/value: It was presented a synthetic presentation of modelling methods, in particular methods of artificial intelligence; it was also analysed the possibilities and risks associated with methods.

2

Wybrane aspekty regulowanego azotowania gazowego (RAG) oraz azotowania w obniżonym ciśnieniu (LPN)

Michalski J., Wołowiec-Korecka E., Ratajski J., Wach P., Kucharska B., Kula P., Olik R.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

444--448

PL

W artykule porównano efekty azotowania w procesie regulowanego azotowania gazowego (RAG), stosując atmosfery amoniaku rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem lub azotem, z procesem azotowania w warunkach obniżonego ciśnienia (LPN). Procesom azotowania poddano konstrukcyjne stale stopowe 41CrAlMo7 (38HMJ), 42CrMo4 (40HM), niskowęglowe stale niestopowe (stale 10 i 20) oraz żelazo Armco. Próbki poddano procesom regulowanego azotowania gazowego (RAG) w dwóch wariantach, RAG-1: NH3/NH3zd./N2 = 35/65/0 i RAG-2: NH3/NH3zd./N2 = 5/0/95 oraz zastosowano jeden wariant azotowania pod obniżonym ciśnieniem (LPN). Wspólnym parametrem charakteryzującym analizowane procesy był stopień dysocjacji amoniaku. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że w procesie RAG-1 można uzyskać monofazową warstwę azotków żelaza γ′ w dość szerokim zakresie stopni dysocjacji amoniaku. W procesach RAG-2 oraz LPN obszar trwałości fazy γ′ jest znacznie węższy i w związku z tym uzyskanie monofazowej warstwy azotków żelaza γ′ jest znacznie trudniejsze. W procesach LPN ograniczeniu obszaru trwałości fazy γ′ towarzyszy zwiększenie obszaru trwałości fazy α. Warunki kinetyczne w tych procesach sprzyjają wytwarzaniu warstw azotowanych bez przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza. Z kolei w procesach azotowania w atmosferach azotujących uzyskanych z atmosfery dwuskładnikowej rozcieńczanej azotem (RAG-2) zwiększa się obszar trwałości fazy ε. Warunki kinetyczne w tych procesach sprzyjają wytwarzaniu warstw azotowanych z warstwami azotków będących mieszaniną faz γ′ i ε.

EN

In the article the effects of nitriding in the process of regulated gas nitriding (RAG) using ammonia atmosphere diluted by dissociated ammonia or by nitrogen with a nitriding process under low pressure (LPN) was compared. In studies 41CrAlMo7 (38HMJ), 42CrMo4 (40HM) alloy steels, low-carbon steels (steels 10 and 20) and Armco iron have been used. Nitriding of specimens was performed in regulated gas nitriding processes (RAG) in two variants, RAG-1: NH3/NH3zd./N2 = 35/65/0 and RAG-2: NH3/NH3zd./N2 = 5/0/95 and applied one variant of a nitriding under low pressure (LPN). Common parameter characterizing the processes was the degree of dissociation of ammonia. On the basis of studies have demonstrated that in the RAG-1 process can be obtained monophase layer of iron nitride γ′ in relatively wide range of dissociation of ammonia. In the RAG-2 and LPN processes γ′ phase stability region is much narrower and thus obtain a monophase layer of iron nitride γ′ is much more difficult. In the LPN processes reduce of area stability of the γ′ phase is accompanied by an increase in α phase stability region. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of the nitrided layer without the subsurface layers of the nitrides iron. In turn, in the RAG-2 processes increase the area of ε phase stability. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of nitrided layers with the subsurface layers of iron nitrides being a mixture of γ′ and ε phases.

3

Komputerowe wspomaganie procesów azotowania stali narzędziowych przy obniżonym ciśnieniu

Wołowiec E.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

3--8

PL

Niniejsza praca dotyczy zagadnień modelowania oraz inteligentnego wspomagania komputerowego procesów azotowania niskociśnieniowego w aspekcie poprawienia osiągania zgodności właściwości rzeczywistych po obróbce z właściwościami założonymi, a tym samym doskonalenia powtarzalności wyników tych procesów. Zasadniczym celem przeprowadzonych badań doświadczalnych było lepsze poznanie zależności przyczynowo-skutkowych związanych z przebiegiem procesów azotowania niskociśnieniowego oraz opracowanie metodologii projektowania funkcjonalnych i efektywnych procesów próżniowej obróbki cieplno-chemicznej z wykorzystaniem efektywnych metod obliczeniowych. W artykule zaproponowano sposób klasyfikowania stali na podstawie jej składu chemicznego oraz model do przewidywania właściwości materiału po procesie azotowania w obniżonym ciśnieniu, oparty na metodzie sztucznych sieci neuronowych.

EN

This paper discusses the issues of modelling and smart computer support for low-pressure nitriding aimed at achieving more effectively the compatibility between the actual post-treatment properties of a material and the designed properties, which will contribute to improved repeatability of the processes. The principal objective of the experiment was to acquire better understanding of the cause and effect relationship of the low-pressure nitriding processes and to develop the methodology of designing functional and effective processes of low-pressure thermochemical treatment, using effective computational methods. The paper proposes a method of steel classification based on its chemical composition and a model used to forecast the properties of material after low-pressure nitriding, based on the artificial neural networks.

4

Wpływ atmosfery stosowanej w segmencie dyfuzji w procesach FineLPN na właściwości warstw azotowanych na stalach HS6-5-2 oraz X37CrMo51

Kula P., Januszewicz B., Wołowiec E., Rzepkowski A., Pietrasik R.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2013

|

9-10

42--45

PL

W artykule przedstawiono badania nad opracowaniem modelu fizycznego wielosegmentowego azotowania niskociśnieniowego o strukturze procesu "boost-diffusion". Opracowany model umożliwi przeprowadzenie obróbki cieplnej i niskociśnieniowego azotowania stali narzędziowej i szybkotnącej w piecu próżniowym.

EN

The article discusses studies that have j sought to create a physical model of the boost-diffusion multi-segment low-pressure nitriding process. The model would be subsequently used to perform heat treatment and low-pressure nitriding of tool steels and high speed steels in a vacuum furnace.

5

Możliwości azotowania stali narzędziowych w uniwersalnym piecu próżniowym

Kula P., Wołowiec E., Rzepkowski A., Januszewicz B., Wentlandt M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

506-509

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań stali WCL, WNLV, SW7M oraz NC11LV poddanych procesom regulowanego azotowania pod obniżonym ciśnieniem w uniwersalnym piecu próżniowym. Hartownie usługowe realizują procesy obróbki cieplnej o charakterze jednostkowym lub małoseryjnym. Wyposażone są najczęściej w piece uniwersalne umożliwiające przeprowadzanie takich obróbek, jak: wyżarzanie, lutowanie, hartowanie i odpuszczanie, a także nawęglanie z obróbką cieplną po nawęglaniu. Wiele części maszyn i narzędzi poddaje się procesom azotowania. Zwykle realizowane są one w specjalnie do tego celu skonstruowanych stanowiskach w piecach wgłębnych. Pojawia się jednak coraz większe zainteresowanie zarówno małych hartowni usługowych, jak i dużych zakładów przemysłowych w wykorzystaniu uniwersalnych pieców próżniowych dla realizacji procesów azotowania. Autorzy publikacji, wychodząc naprzeciw wzrastającym potrzebom rynku oraz mając na celu rozszerzenie bazy wiedzy w obszarze powierzchniowej modyfikacji stopów żelaza na drodze obróbek cieplno-chemicznych, podjęli badania nad opracowaniem technologii oraz oprogramowania symulacyjnego implementowanych w uniwersalnych piecach próżniowych. W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań morfologii i mikrotwardości w stalach narzędziowych poddanych azotowaniu regulowanemu pod obniżonym ciśnieniem. Obróbce poddano stale narzędziowe: WCL (X37CrMoV51), WNLV (35CrMo8), NC11LV (X153CrMoV12) oraz SW7M (HS6-5-2). Procesy azotowania przeprowadzono w atmosferze zdysocjowanego amoniaku pod ciśnieniem 26 mbar. Badania wykazały, że w procesach otrzymano warstwy azotowane o typowych strukturach dla azotowania próżniowego z możliwością sterowania powierzchniowym stężeniem azotu, tak aby uzyskać warstwy e i y' na powierzchni elementów, bądź też wyłącznie strefę azotowania wewnętrznego. Struktury stali badano na mikroskopie świetlnym Nikon MA 200 przy powiększeniach 100 i 500×. Mikrotwardość badano za pomocą zautomatyzowanego mikrotwardościomierza CLEMEX przy obciążeniu 100 g według normy PN-EN ISO 4516. Profile mikrotwardości są typowe dla uzyskiwanych w procesach azotowania w piecu wgłębnym. Maksymalną twardość 1254 HV0,1 uzyskano dla stali SW7M (HS6-5-2). Grubość warstw oceniano metodą pomiaru mikrotwardości przy założonym kryterium: twardość rdzenia + 150HV. Wynosiła od 20 um dla stali WCL do 120 um dla stali WNLV.

EN

The results of researches on WCL (X37CrMoV51), WNLV (35CrMo8), NC11LV (X153CrMoV12) and SW7M(HS6-5-2) steel after nitriding under low pressure in universal vacuum furnace are presented in this paper. Hardening shops realize processes of piece or short-run production. They are mostly equipped with universal furnaces allowing treatments as follows: annealing, hardening and tempering, soldering, carburizing and heat treatment after carburizing. However, many machine parts undergo processes of nitriding, typically realized in especially design stands based on the pit furnaces. The increasing interests appear both from small hardening shops and big production plants in application of universal vacuum furnaces to nitride steel parts. Authors of presented paper to meet the needs of the market, and to widen the knowledge database in the field of surface modification of steel substrates undertook a study to elaborate technology and simulation program aiding processes of nitriding in universal vacuum furnaces. The results of preliminary investigations of morphology of surface layer, and microhardness profiles in the tool steels after vacuum nitriding are presented in this paper. Following steels underwent nitriding treatment in the atmosphere of dissociated ammonia under low pressure: WCL (X37CrMoV51), WNLV (35CrMo8), NC11LV (X153CrMoV12) and SW7M (HS6-5-2). Nitriding processes were carried out at pressure 26 mbar, during 4 hours, in the atmosphere of dissociated ammonia. Flow of the ammonia was the controlled variable. The surface layers of structures typical for nitriding process were obtained, and the possibilities of different types of morphology creation were proofed. Structures were observed with use of Nikon MA 200 light microscope at magnifications 100 and 500×. Microhardness was assessed with use of CLEMEX apparatus at load 100 g according to standard PN-EN ISO 4516. Results are comparable to those obtained in pit furnace. Maximum hardness was 1254 HV0.1 for SW7M (HS6-5-2). Thickness of layers was as sessed with criterion "core hardness + 150 HV" and varies between 20 for WCL (X37CrMoV51) to 120 um for WNLV (35CrMo8) steel.

6

Nowa procedura projektowania inżynierskiego z zakresu doboru materiałów i technologii uszlachetniania

Gawroński Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 3

108-114

PL

Zbadano wpływ azotowania próżniowego metodą NITROVAC na stan naprężeń własnych w warstwach wierzchnich stali SW7M. Stworzono bazę danych dotyczącą rozkładów naprężeń własnych w warstwie wierzchniej na podstawie metody Waismana-Philipsa. Na przykładzie mechanizmu krzywkowego rozdzielaczowej pompy DPA opracowano model numeryczny dla superponowania naprężeń własnych i pochodzących od obciążeń zewnętrznych. Symulację przeprowadzono Metodą Elementów Skończonych (MES) przy wykorzystaniu standardowego pakietu ANSYS 5.4. Na podstawie analizy widma naprężeń rzeczywistych w warunkach eksploatacji określono kryteria występowania poszczególnych (normalnych i patologicznych) postaci zużycia o charakterze zmęczenia stykowego. Wyniki modelowania zweryfikowano opierając się na obserwacji nadzorowanej seryjnych pomp wtryskowych na stacji prób oraz pomp zdemontowanych z pojazdów po długotrwałej eksploatacji. Zaproponowano nowy ilościowy sposób określenia struktury warstw azotowanych i granic jej tolerancji dla konkretnych warunków eksploatacji w warunkach skoncentrowanego naprężenia stykowego.

EN

The influence low-pressure nitriding - NITROVAC, on the state of the residual stresses in the surface layers of M2HSS steel, were investigated. The data base of the residual stresses distribution in the surface layers with use of Waismann-Philips method was elaborated. At the example of the cam mechanism of injection pump DPA, the numerical model for superposing the residual stresses and those coming from the external loads is shown. The simulation was made with use of Finite Element Method and the standard program ANSYS 5.4. The criteria of the occurrence of the particular contact wear shapes (normal and abnormal) were defined on the base of virtual stress spectrum analysis. The results of the modelling were verified by the injection pumps observation, both at the probe stand and coming from the field tests. The new, quantitative way of the designation of nitrided layer structure, and boundaries of its tolerance for concrete exploitation circumstances in the concentrated contact stress conditional is proposed.

7

Naprężenia własne w warstwie wierzchniej stali SW7M po azotowaniu konwencjonalnym i próżniowym 'NITROVAC'79'.

Gawroński Z.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

259-263

PL

W pracy zbadano rozkłady naprężeń własnych w warstwie wierzchniej stali SW7M po azotowaniu konwencjonalnym i próżniowym 'Nitrovac'79' stosując metodę Waismana-Philipsa. Stwierdzono, że rozkład naprężeń zależy od budowy strukturalnej warstwy wierzchniej będącej wynikiem zastosowanych parametrów procesu azotowania. Optymalną strukturę otrzymano po azotowaniu próżniowym przy zastosowaniu ciśnienia cząstkowego amoniaku p=20 hPa. Cykliczne wyżarzanie po azotowaniu próżniowym w temperaturach poniżej temperatury azotowania nie powoduje znaczących zmian w rozkładach naprężeń własnych. Wyżarzanie w temperaturach wyższych od temperatury azotowania wywołuje wyraźny spadek naprężeń ściskających w warstwie wierzchniej.

EN

The distribution of residual stresses in the surface layer of M2HSS steel after conventional and low pressure ('NITROVAC'79') nitriding is investigated in this paper. The stresses depend on the structure of the nitrided layer, which results from the applied nitriding parameters. The optimum structure has been obtained after low pressure nitriding at ammonium partial pressure p=20hPa. Cyclic annealing after nitriding at temperatures below nitriding temperatures doesn't cause any significant changes in residual stresses' distribution. Annealing temperature higher than applied at nitriding, causes a well-marked increase of residual stresses in surface layer of the steel.