Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Azotowanie gazowe powierzchni wewnętrznych długich otworów

Filipowicz M., Wach P., Burdyński K., Michalski J., Komorek Z.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 2

24--29

PL

W przemysłowych zastosowaniach obróbek cieplno-chemicznych azotowanie gazowe jest szeroko rozpowszechnioną metodą azotowania. Azotowaniu podlegają elementy o różnych kształtach i wielkościach, m.in. wiertła, frezy, matryce, wały, pierścienie, kulki łożyskowe itp., charakteryzujące się często skomplikowanym kształtem. Aby warstwy azotowane cechowały się dobrymi właściwościami eksploatacyjnymi powinny mieć kontrolowaną grubość zarówno strefy dyfuzyjnej, jak i przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza. Przy prawidłowo przygotowanej powierzchni na stalach niskostopowych po azotowaniu otrzymuje się równomierną warstwę azotowaną. W przypadkach, w których trudno prawidłowo przygotować powierzchnię, np. w elemencie o skomplikowanym kształcie czy z cienkimi otworami wewnętrznymi, mogą wystąpić niejednorodności struktury warstwy azotowanej lub nawet całkowity jej brak. Problemem podczas azotowania nie jest zatem powierzchnia zewnętrzna elementów obrabianych lecz wewnętrzna. Celem pracy była ocena możliwości azotowania głębokich otworów o małej średnicy. Badania zrealizowano na walcowych próbkach ze stali niestopowej oraz niskostopowych z wydrążonymi elektroiskrowo i mechanicznie otworami przelotowymi oraz nieprzelotowymi. Na przygotowanych próbkach, w oparciu o przeprowadzone badania metalograficzne i badania twardości, oceniono jakość wytworzonych warstw azotowych.

EN

In industrial applications of thermo-chemical treatments, gas nitriding is a widespread method of nitriding. Elements of various shapes and sizes are nitrided, including drills, cutters, dies, shafts, rings, bearing balls, etc. often characterized by a complicated shape. In order for the layers to have good operational properties they should have a controlled thickness of both the diffusion zone, and the near-surface layer of iron nitrides. With a properly prepared surface on low alloy steels, a uniform nitrided layer is obtained after nitriding. In cases, where it is difficult to prepare the surface properly, e.g. in a complicated shape element or an element with thin internal openings, there may be inhomogeneities in the structure of the nitrided layer or even its complete absence. The problem during nitriding is, therefore not the external surface of the workpieces but the internal one. The aim of the work was to assess the possibility of nitriding deep holes with small diameters. The tests were carried out on cylindrical specimens of unalloyed and low-alloy steel with electro-bored and mechanically hollow through holes and blind holes. The quality of the obtained nitrided layers was evaluated on the prepared samples on the basis of metallographic and hardness tests.

2

Azotowanie regulowane matryc kuźniczych - przykłady przemysłowego zastosowania

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

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 3

21-25

PL

W artykule przedstawiono wykorzystanie nowego parametru jakim jest rozporządzalność azotu, do kontroli i regulacji procesu azotowania narzędzi do przeróbki plastycznej na gorąco. Pokazano przykłady regulowanego azotowania gazowego matryc, wkładek matrycowych i stempli. Na przykładzie procesu azotowania gazowego matryc kuźniczych ze stali X37CrMoV5-l wykazano, że obniżając rozporządzalność azotu, przy zachowaniu stałej wartości potencjału azotowego można ograniczyć kinetykę wzrostu przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza przy zachowaniu ciągłego wzrostu warstwy roztworowej.

EN

The use of new parameter which is nitrogen availability, to control and regulate the process of nitriding of tools for a hot work is presented. Examples of controlled gas nitriding processes of dies, die inserts and stamps are given. There has been shown on the example of gaseous nitriding process of steel X37CrMoV5-l that by decreasing of the nitrogen auailability, while the value of nitriding potential is kept constant, it is possible to reduce the growth kinetics of the compound layer and still maintain constant maximum growth of kinetics of diffusion layer (forgiven temperature and nitriding potential).

3

Kontrola kinetyki wzrostu warstwy azotowanej na stali X37CrMoV5-1 w procesie regulowanego azotowania gazowego

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

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

426--430

PL

W procesach azotowania gazowego najczęściej są stosowane: jednoskładnikowe atmosfery wlotowe amoniaku NH 3 , dwuskładnikowe atmos fery rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem NH 3 /NH 3zd lub azotem NH 3 /N 2 . Do kontroli procesu, a w konsekwencji kinetyki wzrostu warstwy azotowanej, jest wykorzystywany poten cjał azotowy N p lub stopień dysocjacji amoniaku α [1]. W pracy przyjęto obok potencjału azotowego rozporządzalność azotu atmosfery azotującej (m N2 ) jako parametr charakteryzujący atmosferę azotującą. Rozporządzalność azotu wiąże stopień dysocjacji z natężeniem przepływu atmosfery wlotowej (wzór 3) [3]. Na przykładzie procesów azotowania gazowego stali X37CrMoV5-1 z wykorzystaniem trzech rodzajów atmosfer wlotowych: NH 3 , NH 3 /NH 3zd i NH 3 /N 2 pokazano możliwość zastosowania rozporządzalności azotu jako parametru kontrolującego kinetykę przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza. Warstwy azotowane wytwarzano metodą regulowanego azotowania gazowego Nitreg w urządzeniu Nx609 firmy Nitrex. W artykule wykazano, że w przypadku atmosfer NH 3 i NH 3 /NH 3zd wartość potencjału azotowego jednoznacznie określa możliwości atmosfery azotującej. Każdej zmianie potencjału azotowego towarzyszy zmiana rozporządzalności azotu atmosfery azotującej (rys. 1, 3). Wykazano, że w temperaturze 540°C zmiana potencjału azotowego w zakresie wartości 4,9÷6 atm –0,5 (rys. 1a) i towarzysząca mu zmiana rozporządzalności azotu (rys. 1b) nie wpływają na kinetykę wzrostu grubości warstwy azotków żelaza (rys. 2a), jak również na kinetykę wzrostu grubości warstwy roztworowej (rys. 2b), charakteryzowaną stałą parabolicznego wzrostu warstwy. Wartość potencjału wpływa natomiast dość istotnie na czas początku tworzenia się przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza (rys.2a). Wykazano, że w przypadku atmosfery NH 3 /N 2 , zwiększając stopień rozcieńczenia azotem atmosfery wlotowej przy zachowaniu stałego natężenia przepływu, zmniejsza się rozporządzalność azotu, bez konieczności obniżania wartości potencjału azotowego (rys. 3). Obniżając rozporządzalność azotu, przy zachowaniu stałej wartości potencjału azotowego, można ograniczyć kinetykę wzrostu przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza przy zachowaniu maksymalnej, dla danej temperatury i potencjału azotowego, kinetyki wzrostu warstwy roztworowej. Jest to bardzo cenna cecha atmosfer wlotowych z azotem.

EN

During the processes of gaseous nitriding, the most often used atmospheres are: unary inlet ammonia atmospheres NH 3 , binary atmospheres diluted with dissociated ammonia NH 3 /NH 3zd or nitrogen NH 3 /N 2 . For the process control, and in consequence the kinetics of growth of the nitrided layer, there is used nitriding potential N p or the degree of ammonia dissociation α [1]. In this work, another parameter characterizing the nitriding atmosphere, next to nitriding potential, was assumed. This parameter is availability of nitrogen in nitriding atmosphere ( m N2 ). Nitrogen availability connects the degree of dissociation with the flow intensity of inlet atmosphere (eq. 3) [3]. On the example of gaseous nitriding process of steel X37CrMoV5-1 with the use of three types of inlet atmospheres: NH 3 , NH 3 /NH 3zd and NH 3 /N 2 , there was shown the possibility of using the nitrogen availability as a parameter to control the kinetics of compound layer of iron nitrides. Nitrided layers were manufactured with the use of controlled gas nitriding Nitreg on the device Nx609 from Nitrex company. This paper shows, that in the case of atmospheres NH 3 and NH 3 /NH 3zd the value of nitriding potential unequivocally determines the characteristics of nitriding atmosphere. Every change of nitriding potential is accompanied by the change nitrogen availability of nitriding atmosphere (Fig. 1, 3). It was shown, that in the temperature of 540°C the change of nitriding potential in the range of 4,9÷6 atm –0,5 (Fig. 1a) and accompanying change in nitrogen availability (Fig. 1b) doesn’t influence either the growth kinetics of iron nitride layer (Fig. 2a), and the growth kinetics of thickness of the diffusion layer (Fig. 2b), which is characterized by the layer’s parabolic growth coefficient. The potential value has, however, significant influence on the time in which the compound layer of iron nitrides begins to emerge (Fig. 2a). It was shown, that in the case of atmospheres NH 3 /N 2 , by increasing the degree of dilution of the inlet atmosphere with nitrogen, while maintaining the constant flow intensity, we decrease the nitrogen availability, without the need to decrease the value of nitriding potential (Fig. 3). By decreasing of the nitrogen availability, while keeping the constant value of nitriding po- tential it is possible to reduce the growth kinetics of the compound layer and still maintain the maximum (for given temperature and nitriding potential) growth kinetics of diffusion layer. It is a very valuable characteristic for inlet atmospheres with nitrogen.

4

Warstwy azotowane z ograniczona strefą przypowierzchniowych azotków o podwyższonej odporności na korozję wytwarzane na stalach węglowych

Wach P.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 2

33-40

PL

W pracy przedstawiono sposób wytwarzania warstw azotowanych o podwyższonej odporności na korozję na stalach węglowych. Za odporność korozyjną warstw azotowanych odpowiedzialna jest przypowierzchniowa warstwa azotków żelaza. Warstwa ta powinna posiadać budowę monofazową (azotek Fe4N – ?’) i nie posiadać strefy porowatej. W artykule omówiono sposób powstawania takiej warstwy na stalach węglowych, podczas procesu regulowanego azotowania gazowego oraz pokazano wyniki badań odporności korozyjnej mierzonej metodami elektrochemicznymi i w komorze solnej. Wyniki badań potwierdziły dobrą odporność korozyjną warstw azotowanych na stalach węglowych z przypowierzchniową warstwą azotków żelaza o grubościach 5-12 mm.

EN

The paper presents amethod for preparing nitrided layers oncarbon steels with improved corrosion resistance. Ironnitrides subsurfacelayer is responsible forcorrosion resistanceof nitrided layers. This layer should have monophasic structure(nitride Fe4N-?') and it should not have aporouszone. In the paper it is shown howsuch layeris created on carbon steel surface during controlled gas nitriding process. Research resultsof layers corrosion resistance measured by electrochemical methods and in salt spray chamber are presented. The results confirmed good corrosion resistance of nitrided layers on carbon steels with the subsurface layer of iron nitride with thickness 5-12 mm.

5

Characterization of titanium nitride layer on titanium alloy

Surowska B., Bieniaś J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

332-335

PL

Stopy tytanu stosowane są w technice i medycynie głownie ze względu na właściwości mechaniczne oraz wysoką odporność na korozję. Niestety nie zawsze jakość i trwałość warstwy wierzchniej stopów jest wystarczająca. Dlatego szeroko stosowane są rożnego typu modyfikacje powierzchni prowadzące do wytworzenia warstw ceramicznych. W pracy scharakteryzowano warstwę TiN/Ti2N/#Ti(N) na stopie Ti6Al4V. Warstwa hybrydowa wytworzona została metodą azotowania jarzeniowego. Wykonano badania mikrostruktury z zastosowaniem mikroskopii świetlnej i elektronowej skaningowej, analizę topografii powierzchni i chropowatości metodami profilometryczną, mikroskopii sił atomowych (AFM) i mikroskopii konfokalnej, odporności na ścieranie w środowisku powietrza oraz w płynie fizjologicznym (SBF) metodą pin-on-disc oraz wytrzymałość adhezyjną próbą na odrywanie. Stwierdzono, że w środowisku SBF zdecydowanie obniża się współczynnik tarcia i wzrasta odporność na zużycie ścierne stopu z azotkową warstwą wierzchnią.

EN

Titanium alloys are used for some technical and medical applications because of their mechanical and corrosion resistance properties. However, not always the quality and durability of surface layer are sufficient. Therefore the modification of surface by the deposition of the ceramic thin layers is more widely used. In this paper the TiN/Ti2N/#Ti(N) layer on the Ti6Al4V alloy is characterized. This hybrid layer was deposited by glow-discharge nitriding. Microstructural characterization of multilayered systems by SEM, the profile of surface roughness by profilometer, atomic force microscope (AFM) and confocal microscopy, wear resistance in air and in simulated body fluid (SBF) by pin-on-disc method and adhesive properties were analyzed. It was found that the SBF environment has an advantageous influence on the decrease of the friction coefficient and on the increase of wear resistance of titanium alloy with nitride thin layer.

6

Azotowanie gazowe przy kryterium ograniczonej grubości warstwy azotków żelaza

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

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

909-912

PL

W artykule omówiono warunki azotowania gazowego stali 40HM przy kryterium ograniczonej grubości przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza i założonej grubości warstwy azotowania wewnętrznego. Wykazano, że ograniczenie kinetyki wzrostu warstwy azotków żelaza można osiągnąć w wyniku rozcieńczania azotem wlotowej atmosfery amoniaku. Rozcieńczanie azotem wpływa tylko na ograniczenia kinetyki wzrostu warstwy azotków żelaza.

EN

This paper describes the conditions of gaseous nitriding of 40HM steel, where the top layer of iron nitride case was the criterion. Also, there was determined thickness of the internal nitrided layer. It was shown, that the limitation of the kinetics of iron nitrides layer's increase, can be obtained as an effect of dilution of the inlet ammonia atmosphere with nitrogen. Dilution has its only influence on the limitation of the kinetics of iron nitrides layer's increase.

7

Aspekty technologiczne wytwarzania na stalach węglowych warstw azotowanych o podwyższonej odporności na korozję

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

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1274-1276

PL

W artykule przedstawiono sposoby wytwarzania warstw azotowanych o podwyższonej odporności na korozję na stali węglowej. Warstwy azotowane wytwarzano w procesie regulowanego azotowania gazowego. Za odporność na korozję warstw azotowanych odpowiedzialna jest przypowierzchniowa warstwa azotków żelaza. Autorzy przedstawili dwa rodzaje warstw azotowanych o podwyższonej odporności na korozję, wytwarzane na stali węglowej C10, tj.: grube oraz cienkie warstwy przypowierzchniowe azotków żelaza. Grube przypowierzchniowe warstwy azotków żelaza są dobrze po znane i często stosowane w procesach przemysłowych. Cienkie warstwy przypowierzchniowe azotków żelaza są natomiast mniej znane. W celu wy tworzenia cienkich przypowierzchniowych warstw azotków żelaza o podwyższonej odporności korozyjnej należy w określony sposób prowadzić procesy regulowanego azotowania gazowego, tak aby w całym zakresie azotowania potencjał azotowy nie przekraczał granicznej wartości miedzy obszarami faz y' i E zgodnie z układem Lehrera. W artykule omówiono parametry procesów azotowania, mikrostruktury wytworzonych warstw oraz badania ich odporności korozyjnej.

EN

This paper describes the methods of manufacturing the nitrided cases with increased corrosion resistance, on carbon steel. Nitrided cases were manufactured in the process of regular gaseous nitriding. The top layer of iron nitrides is responsible for corrosion resistance of nitrided layers. Authors present two types of nitrided layers with increased corrosion resistance, manu factured on carbon steel C10: thick and thin top layers composed of iron nitrides. Thick top layers of iron nitrides are well known and often used in industrial processes, while thin top layers of iron nitrides are less known. In order to create these thin layers with increased corrosion resistance, the process of regulated gaseous nitriding should be performed in a specified way, with specifics as follows: during entire range of heating and adequate nitriding, the nitriding potential can not exceed the phase boundaries y'/E, according to Lehrer wires. This paper shows the parameters for gaseous nitriding process, microstructures, and corrosion resistance tests, which confirm the increase of corrosion resistance of nitrided layers.

8

Plasma Nitriding as a Prevention Method Against Hydrogen Degradation of Steel

Ćwiek J.

Advances in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, nr 1(19)

4-13

EN

Aim of this paper is evaluation of susceptibility of plasma nitrided structural steel to hydrogen absorption and degradation. Structural steel, nitrided at glow discharge in the gas mixture of various N2, H2, Ar content was subjected to cathodic hydrogen charging in acid solution simulating the aged engine oil. The effect of the nitrided layers on the hydrogen transport and on the irreversible trapping was evaluated by the measurements of the hydrogen permeation rate and by the vacuum extraction, respectively. Surfaces with modified layers were examined with the use of a scanning electron microscope (SEM) before and after hydrogen permeation tests. In the presence of the not defected compact nitride layer, no hydrogen permeation through the steel has been stated under the experimental conditions. Absorbed hydrogen was accumulated within this layer. Using the atmosphere of the higher nitrogen to hydrogen ratio at plasma assisted nitriding provides the formation of thin compact nitride zone, highly protective against corrosion and hydrogen degradation.

9

Azotowanie gazowe - możliwości i przykłady wykorzystania w procesach technologicznych dla małych i średnich przedsiębiorstw

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

Inżynieria Powierzchni

|

2008

|

nr 2

9-18

PL

W artykule omówiono możliwości i przykłady zastosowania azotowania gazowego do wytwarzania na stalach konstrukcyjnych i narzędziach warstw azotowanych o polepszonych właściwościach eksploatacyjnych, w szczególności tribologicznych, zmęczeniowych i antykorozyjnych. Wskazano, jakie kryteria powinny spełniać zaawansowane technologie azotowania gazowego w kontekście ich przydatności i zasadności wykorzystania w małych i średnich przedsiębiorstwach. Podano wybrane przykłady wykorzystania azotowania gazowego do narzędzi i części maszyn.

EN

The article presents possibilities and potential of gas nitriding applications in the area of manufacturing constructional materials as well as steel tools with surface layers of new improved physicochemical, anticorrosive, resistant and maintenance properties, particularly tribological, fatigue and anticorrosive ones. Moreover, criterions to be fulfilled in the case of advanced thermo-chemical treatment technologies, including gas nitriding have been indicated as concern their usefulness and justification of application in small and medium enterprises. Examples of applications of gas nitriding processes for tools and machine parts are given.

10

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).

11

On low temperature ion nitriding of austenitic stainless steel AISI 316

Toshkov V., Russev R., Madjarov T., Russeva E.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 25, nr 1

71-74

EN

Purpose: The purpose of this paper is to discuss some problems concerning the extremely high values of the nitride layer hardness and the features of so called S-phase which are formed after low-temperature ion nitriding of high-alloyed austenitic (austenitic-ferritic) steels. Design/methodology/approach: The investigations are performed mainly by using of ray diffraction method after ion nitrided 316 (AISI) steel. Findings: As a result of the work some data, concerning the structure and substructure, the phase composition of the S-phase, crystal lattice, the broadening of diffraction reflexes, mechanism of transformation of gamma'- phase into S-phase, its high hardness etc. of the nitrided layer are obtained. It could be concluded that S-phase could be classified as a modified gamma'-phase. The extremely high values of the hardness could be explained by the high nitrogen concentration in the solid solution and by the presence of increased density of the defects in the austenitic volume, which is transformed in the new S-phase. Research limitations/implications: The potencionstatic investigations of the electrochemical properties of the nitriding probes, performed by us, confirmed the data, obtained by the literature, but this problem will be discussed in some of the next publications. Originality/value: The high micro- and macro-deformations of the lattice of S-phase could be explained by the considerable registered expansions and the angle replacements of the slope (psi) on the ray diffraction maxima. The registered macro deformations could reach immense values, in the range of (1.4 - 2.1)x10-2, which corresponds to macro deformations around 1900 - 2300 MPa (if we accept, for the austenite, the usual module of elasticity of 2.1x105 MPa). For such final decision it is necessary to obtain also some other confirmation facts.