Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie azotu technicznego podczas azotowania lub węgloazotowania stali stopowych

Żółciak Tadeusz, Wach Piotr, Bilski Paweł

Inżynieria Powierzchni

|

2020

|

nr 1-2

20--30

PL

W pracy badano możliwość zastosowania azotu technicznego do aktywacji powierzchni stali stopowych z dużą zawartością chromu, zwłaszcza stali nierdzewnej X20Cr13, w procesach azotowania i węgloazotowania. Badano twardość i mikrostrukturę azotowanych i węgloazotowanych warstw. Stwierdzono możliwość zastosowania azotu technicznego zawierającego ok. 0,2%O2 do aktywacji powierzchni stali nierdzewnej X20Cr13 w procesach azotowania i węgloazotowania oraz ustalono warunki aktywacji dla badanych stali stopowych.

EN

In the present work technical nitrogen application for surface activation of alloyed steels with chrome, particularly stainless steel X20Cr13 during nitriding and carbonitriding was investigated .Hardness and microstructure of nitrided layers were examined. Possibility of using technical nitrogen containing 0,2%O2 for surface activation of X20Cr13 stainless steel was confirmed and activation conditions for investigated alloyed steels were determined.

2

Corrosion Resistance of Nitrogen-Doped DLC Coatings Produced in Glow Discharge Conditions on Nitrided Austenitic Steel

Borowski T., Spychalski M., Rożniatowski K., Kulikowski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 3

1141--1146

EN

Nitrogen-doped DLC (diamond-like carbon) coatings were produced on 316L nitrided austenitic steel in direct current and pulsed glow discharge conditions. The chemical composition, surface topography, hardness and corrosion resistance of the obtained carbon coatings were examined. The coatings varied in surface morphology, roughness and hardness. Direct current glow discharge made it possible to produce a coating characterized by lower hardness, greater thickness and higher nitrogen content. The coating featured improved corrosion resistance and adhesion compared to coatings produced in the pulsed process.

3

Kinetyka tworzenia warstw azotowanych na stalach niskostopowych w procesie azotowania gazowego

Wójcik Grzegorz, Kucharska Barbara, Wach Piotr

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 4

35--40

PL

W pracy badano próbki walcowate wykonane ze stali konstrukcyjnej niskostopowej 42CrMo4 (40HM) oraz 41CrAlMo7 (38HMJ) poddanych procesowi azotowania w temperaturze 540oC w czasie 2, 7, 12 oraz 17 godzin. Przez pierwsze 2 godziny procesu atmosferę stanowił amoniak, natomiast dalsza część procesu prowadzona była w atmosferze składającej się w 50% z amoniaku oraz 50% amoniaku zdysocjowanego. Po procesie badano twardość powierzchniową, rozkład twardości na głębokości 50 µm od powierzchni aż do twardości rdzenia oraz mikrostrukturę wytworzonej warstwy azotowanej. Wykazano, że wraz z wydłużeniem czasu trwania procesu azotowania na stali 40HM przypowierzchniowa grubość warstwy azotków zwiększa się od 6 µm po 2 godzinach do 14 µm po 17 godzinach procesu oraz warstwa ta ma budowę dwufazową (+ ’), natomiast grubość warstwy dyfuzyjnej wynosiła od 0,15 do 0,44 mm (w zależności od czasu procesu). W przypadku stali 38HMJ grubość warstwy azotków zwiększała się od 1 µm po 2 godzinach do 9,5 µm po 17 godzinach. Grubość warstwy dyfuzyjnej wynosiła od 0,08 do 0,35 µm.

EN

The study examined cylindrical samples made of low-alloy structural steel 42CrMo4 (40HM) and 41CrAlMo7 (38HMJ) subjected to the nitriding process at 540oC during 2, 7, 12 and 17 hours. During the first 2 hours of the process, the atmosphere was ammonia, while the rest of the process was carried out in the atmosphere consisting of 50% ammonia and 50% dissociated ammonia. After the process, surface hardness, hardness distribution at the depth of 50 µm from the surface up to the hardness of the core, and microstructure of the nitrided layer produced were examined. It has been shown that along with the extension of the duration of the nitriding process on 40HM steel, the surface thickness of the layer of nitrides increases from 6 µm after 2 hours to 14 µm after 17 hours of the process and this layer has a two-phase structure (+’), while the thickness of the diffusion layer was from 0.15 to 0.44 mm (depending on the process time). In the case of 38HMJ steel, the thickness of the layer of nitrides increased from 1 µm after 2 hours to 9.5 µm after 17 hours. The thickness of the diffusion layer was from 0.08 to 0.35 µm (depending on the process time).

4

Odporność na korozję atmosferyczną azotowanej stali 41CrAlMo7

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

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 3

44--49

PL

W artykule omówiono wyniki badań realizowanych w projekcie „TANGO”, „Innowacyjne warstwy azotowane nowej generacji o podwyższonej odporności korozyjnej wytwarzane na elementach maszyn”. Celem projektu było m.in. opracowanie technologii azotowania antykorozyjnego części maszyn wykonanych ze stali 41CrAlMo7. Fragmenty części i próbki kontrolne azotowano w dwustopniowych procesach regulowanego azotowania gazowego. W wyniku procesu uzyskano warstwy azotowane z przypowierzchniową warstwą azotków żelaza  + ’. W artykule wykazano, że warstwa azotków żelaza o grubości 15 µm będąca mieszaniną faz  + ’ skutecznie zabezpiecza stal przed korozją atmosferyczną oraz podwyższa jej odporność na zużycie przez tarcie.

EN

The article discusses the results of the research carried out in the TANGO project, "Innovative nitrided layers of a new generation with increased corrosion resistance produced on machine parts". The goal of the project was, among others, development of anti-corrosive nitriding technology of machine parts made of 41CrAlMo7 steel. Fragments of parts and control samples were nitrided in two-stage controlled gas nitriding processes. As a result of the process, nitrided layers with a surface layer of iron nitrides  + ' were obtained. The article shows that the layer of iron nitrides with the thickness of 15 μm, being a mixture of  + ' phases, effectively protects the steel against atmospheric corrosion and increases its resistance to friction wear.

5

Effects of Different Nitriding Methods on Nitrided Layer Structure and Morphology

Jasiński J. J., Frączek T., Kurpaska Ł., Lubas M., Sitarz M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 1

337--345

EN

The paper presents a comparison of the nitrided layer structure and morphology formed with a conventional controlled gas method, widely use in industrial applications and a layer formed with cathode plasma nitriding (CPN) and active screen plasma nitriding (ASPN). Nitriding processes were realized at 793K for different times and altering parameters, depending on the nitriding process technique. Research have been realized on the Fe Armco material using light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM, SEM/EBSD), X-ray diffraction (XRD-GID) and atomic force microscopy (AFM). Analysis of the results has confirmed that the structure of the nitrided layer depends mainly on process methodology. In addition Authors has also analyzed kinetics of the process which varies and depends mainly from the surface layer saturation mechanism and nitriding parameters. Acquired knowledge on the structural components of the nitrided layer made it possible to optimize the nitriding parameters in order to reduce or even eliminate the usually unfavorable, brittle compounds and porous zones and of the nitrided layer in the aspect of exploitation properties improvement of the metallic materials.

6

Odporność korozyjna w obojętnej mgle solnej azotowanej stali S355

Tacikowski J., Michalski J., Wach P., Filipowicz M., Wojucki M.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 4

62--67

PL

W artykule omówiono wyniki badań realizowanych w projekcie „TANGO: „Innowacyjne warstwy azotowane nowej generacji o podwyższonej odporności korozyjnej wytwarzane na elementach maszyn”. Celem projektu było m.in. opracowanie technologii azotowania antykorozyjnego przemysłowych zawiasów drzwiowych wykonanych ze stali S355. Zawiasy drzwiowe i próbki kontrolne azotowano w procesach regulowanego azotowania gazowego w temperaturze 570oC przez 5 h. Zastosowane parametry umożliwiły uzyskanie warstwy azotowanej z warstwą azotków żelaza  + ( + ’). W artykule wykazano, że warstwa azotków żelaza  + ( + ’) impregnowana inhibitorem korozji ma bardzo dobrą odporność na korozję w atmosferze obojętnej mgły solnej, a także ma dobrą odporność na zużycie przez tarcie.

EN

The article discusses the results of the research carried out in the "TANGO" project: "Innovative nitrided layers of a new generation with increased corrosion resistance produced on machine elements". The goal of the project was, among others, to an anti-corrosive nitriding technology for industrial door hinges made of S355 steel. Door hinges and control samples were nitrided in controlled gas nitriding processes at 570oC for 5 hours. The applied parameters made it possible to obtain a nitrided layer with a layer of iron nitrides  +( +’). The article shows that the layer of iron nitrides  +( +’) impregnated with a corrosion inhibitor has a very good corrosion resistance in a neutral salt spray atmosphere and also good resistance to friction wear.

7

Możliwości obróbki cieplnej warstw azotowanych wytworzonych na stalach

Wach P., Ciski A., Tacikowski J., Babul T., Tirak S., Suchmann P.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 1

48--54

PL

W artykule przedstawiono możliwość utwardzania warstwy azotowanej, jej podłoża i rdzenia azotowanej części przez dalsze wygrzewanie w temperaturze zbliżonej do temperatury austenityzacji połączone z szybkim chłodzeniem. Proces ten będzie powodować utworzenie się struktury martenzytycznej w obszarze pierwotnej warstwy azotowanej i jej dodatkowe utwardzanie poprzez wydzielanie się z przesyconego roztworu faz węglikoazotkowych podczas odpuszczania. Tak pomyślany proces prowadzi, w wyniku zachodzącej podczas austenityzowania dyfuzji azotu, do utworzenia się w strefie przypowierzchniowej azotowanych części stopu (Fe,M)-C-N o innych cechach strukturalnych (składzie fazowym i chemicznym) w porównaniu z pierwotną warstwą azotowaną. Z kolei przez dobór odpowiedniej temperatury austenityzowania i warunków chłodzenia można osiągnąć również utwardzenie niezawierającego azotu rdzenia. Wykazano, że istotne znaczenie z punktu widzenia efektów utwardzania warstw azotowanych poprzez obróbkę cieplna ma struktura i grubość pierwotnej warstwy azotowanej wytworzonej na stalach. Zastosowanie obróbki cieplnej w atmosferze aktywnej dla azotowanych stali narzędziowych pozwala na zwiększenie grubości warstw azotowanych w krótkookresowych procesach azotowania (do 6 h). Właściwy dobór parametrów azotowania i późniejsza obróbka cieplna w atmosferze ochronnej (endo) pozwala na osiągnięcie dużych grubości warstw azotowanych dochodzących do 800 /Lim, co stanowi ciekawą alternatywę na zastosowanie tego typu obróbek na koła zębate wykonane z typowych stali do nawęglania (18H2N2).

EN

The article draws attention to the possibility of strengthening of nitrided layer and the core of nitrided part by further soaking at temperatures close to the austenitizing temperature and subseąuent attenching. Such treatment will cause formation of the martensite in the area of the primarily nitrided layer and the addilional hardening by tempering/aging. Performed in such way process leads to (as a result of migration of nitrogen during austenitizing) formation in the nitride subsurface zone of (Fe,M)-C-N alloy with different structural features (chemical and phase composition) in comparison with the primarily nitrided layer. On the other hand, by selection of an appropriate austenitizing temperature and cooling conditions can be also achieved strengthening of the nitrogen-free core of the material. The paper shows that the very important from the point of view of the effects of strengthening of nitrided layers by heat treatment is the structure and thickness of the primarily nitrided layer formed on steel. Heat treatment in the active atmosphere of nitrided tool steel can increase the thickness of the nitrided layer formed by short-term nitriding process (up to 6 h). Proper selection of nitriding parameters and subsequent heat treatment in a protective atmosphere (endogas) allows to achieve high layer thicknesses up to 800 Lim, which is an interesting alternative to the use of this type of treatments in production of gear wheels made of conventional carburizing steel (18H2N2).

8

Analiza badań konstrukcyjnych stali stopowych azotowanych w atmosferze amoniak-azot

Tacikowski J., Wach P., Michalski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 2

38--42

PL

W artykule analizie poddano efekty procesów azotowania w atmosferze azotującej, uzyskanej z atmosfery wlotowej amoniak-azot. Procesy prowadzono w atmosferze składającej się z: 80, 60, 40 i 20% NH3, a resztę stanowił azot, w czasie 9 h i w temperaturze 540°C i natężeniu przepływu atmosfery wlotowej 100 i 300 l/h. Jako kryterium oceny różnych wariantów azotowania przyjęto wskaźniki warstw: grubość przypowierzchniową azotków żelaza, grubość efektywną warstwy azotowanej oraz twardość powierzchniową i maksymalną. W artykule wykazano, że wraz ze wzrostem stopnia rozcieńczenia atmosfery wlotowej azotem tworzące się warstwy azotowane mają cieńsze warstwy azotków żelaza. Wzrost stopnia rozcieńczenia nie wpływa natomiast na obniżenie grubości efektywnej warstwy azotowanej, jak również na twardość powierzchniową i maksymalną warstwy azotowanej. Wzrost stopnia rozcieńczenia atmosfery wlotowej azotem wpływa również na ograniczenie grubości porowatej strefy w warstwie azotków żelaza.

EN

The article analyzes the effects of nitriding processes in nitriding atmosphere obtained from ammonia-nitrogen inlet atmosphere. The processes were conducted in the atmosphere consisting of: 80, 60, 40, and 20% NH3, the rest being nitrogen, during 9 hours and at the temperature of 540°C and the inlet atmosphere flow rates of 100 and 300 l/h. As a criterion for the evaluation of various nitriding variants, the following layer indexes were adopted: surface thickness of iron nitrides, effective thickness of nitrided layer and surface and maximum hardness. It has been shown in the article that with the increase of the degree of dilution of the inlet atmosphere by nitrogen, the formed nitrided layers have thinner layers of iron nitrides. However, the increase in the degree of the dilution neither influences the decrease of the effective thickness of the nitrided layer nor the surface hardness and the maximum hardness of the nitrided layer. The increase of the degree of the inlet atmosphere dilution by nitrogen also influences the limitation of the thickness of the porous zone in the layer of iron nitrides.

9

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.

10

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.

11

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.

12

Struktury warstw azotowanych stali i ich wpływ na właściwości korozyjne

Wach P., Marchlewski P., Szczeblewski M.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 3

37--43

PL

W pracy przedstawiono typy warstw azotowanych uzyskiwanych w przemysłowych procesach azotowania gazowego na stalach węglowych. Zwrócono uwagę na strukturę przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza, która odpowiada głównie za takie właściwości jak odporność na zużycie czy odporność na korozję. Przeprowadzono analizę mikroskopową uzyskiwanych struktur, dzięki której można wstępnie oceniać prawidłowość wykonania procesów azotowania i prognozować odporność korozyjną. Aby warstwy azotowane miały dobrą odporność korozyjną, przypowierzchniowa warstwa azotków żelaza nie powinna być porowata lub mieć bardzo ograniczoną porowatość i najlepiej, żeby składała się tylko z fazy γ (Fe4N).

EN

The paper presents the types of the nitrided layers obtained in industrial gas nitriding processes used for carbon steels. Attention is paid to the structure of the subsurface layers of iron nitrides, which is primarily responsible for such properties as: wear resistance or corrosion resistance. A microscopic analysis of the obtained Structures, forecast of its corrosion resistance can be judged. In order to get the nitrided layers which have good corrosion resistance, was made thanks to which the correctness of the implementation of the nitriding processes and the selvedge iron nitride layer should not be porous or it should have a very limited porosity, and preferably it should consist only the phase γ'(Fe4N).

13

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.

14

Regulowane azotowanie gazowe ZeroFlow jako metoda zwiększająca trwałość matryc do wyciskania profili aluminiowych na gorąco

Małdziński L., Ostrowska K., Okoniewicz P.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2014

|

T. 25, nr 3

169--183

PL

W artykule omówiono opracowaną niedawno przez Politechnikę Poznańską i firmę SecoWarwick nową metodę azotowania gazowego ZeroFlow. Zwrócono uwagę na jej najważniejsze zalety w odniesieniu do dotychczas stosowanych procesów. Są to: duża precyzja w kształtowaniu budowy fazowej warstwy, jej grubości i twardości, bardzo małe zużycie amoniaku i mała emisja gazów poprocesowych do otoczenia, prostszy i tańszy sposób regulacji i kontroli składu chemicznego. Omówiono również wybrane aplikacje przemysłowe. Wykazano, że metoda ZeroFlow jest skutecznym rozwiązaniem dla azotowania matryc do wyciskania profili aluminiowych na gorąco.

EN

This article discusses a new method of gas nitriding, ZeroFlow, recently developed by the Poznan University of Technology and the company SecoWarwick. Attention is drawn to its most important benefits relative to the processes used thus far. These are: high precision in creating a layer's phase structure, thickness and hardness; very small consumption of ammonia and emission of post-process gases to the environment; and a simpler and less expensive way of regulation and monitoring of the chemical composition. Selected industrial applications are discussed. It is demonstrated that the ZeroFlow method is an effective solution for nitriding dies for hot extrusion of aluminum profiles.

15

Przemysłowe procesy regulowanego azotowania gazowego

Wach P., Michalski J., Tacikowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

66--72

PL

W artykule przedstawiono przemysłowe procesy azotowania gazowego dla stali 42CrMo4 i 41CrMoAl7-10. Pokazano, jak poszczególne parametry procesu, takie jak: powierzchnia wsadu, czas, przepływ atmosfery, skład atmosfery i potencjał azotowy (Np), kształtują strukturę warstwy azotowanej i w jaki sposób je modyfikować. W pracy przedstawiono także zmiany chropowatości powierzchni i możliwości ich ograniczenia w procesach azotowania.

EN

The article presents the industrial processes of gas nitriding steel 42CrMo4 and 41CrMoAl7-10. Shown how the individual process parameters: surface charge, the time, the flow of the atmosphere, the atmospheric composition and nitriding potential (Np) shape the structure of the nitrided layer, and how to modify them. The paper presents the changes of surface roughness and their possible limitations in the process of nitriding.

16

Odporność korozyjna warstw azotowanych z ograniczoną przypowierzchniową warstwą azotków żelaza na stali X153CrMoV12

Wach P., Kapuścińska A., Ciski A., Michalski J., Burdyński K.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

18--25

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności korozyjnej stali X153CrMoV12 po procesach azotowania. Na azotowanych próbkach przeprowadzono badania odporności korozyjnej w komorze z obojętną mgłą solną i elektrochemicznie. Badania przeprowadzono na warstwach azotowanych z ograniczoną do 15 µm przypowierzchniową warstwą azotków żelaza. Warstwy azotowane na stali X153CrMoV12 zwiększają odporność korozyjną zarówno w środowisku chlorkowym, jak również w siarczanowym. W obydwu środowiskach warstwa azotków zapewnia trwałą pasywację. Warstwa ta chroni przed agresywnym działaniem jonów chlorkowych, zapewniając jednocześnie ochronę przed korozją wżerową.

EN

The paper presents the results of corrosion resistance of steel X153CrMoV12 after nitriding processes. The nitrided samples studied the corrosion resistance of the chamber with a neutral salt spray and electrochemically. The study was conducted on the nitrided layers limited to 15 µm subsurface layer of iron nitrides. Nitrided layers on steel X153CrMoV12 increase corrosion resistance in both the chloride and the sulfate solutions. In both environments, provides a durable layer of nitride passivation. This layer protects against aggressive action of chloride ions while protecting against corrosion pitting.

17

Możliwość zastosowania metody prądów wirowych do kontroli jakości warstw azotowanych

Jończyk S., Samborski T., Włodarczyk S.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

52--58

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów wiroprądowych i oznaczeń mikrotwardości warstw azotowanych na stalach 38HMJ(EN 41CrAlMo7) i 40H(EN 41Cr4). Stwierdzono, że układem pomiarowym: Wirotest + sondy specjalistyczne można w sposób jednoznaczny określać grubość warstwy azotowanej. Zastosowano sondy specjalistyczne o wysokiej częstotliwości pomiarowej do oceny grubości warstwy azotków. Warunkiem koniecznym jest przygotowanie materiałów odniesienia o określonej strukturze rdzenia i zróżnicowanych grubościach warstwy dyfuzyjnej i azotków.

EN

The paper presents the results of measurements of eddy current and microhardness indications of the nitrided layers on 38HMJ(EN 41CrAlMo7) and 40H(EN 41Cr4) steel. It has been found that the measurement system: Wirotest + specialized probes can clearly determine the thickness of the nitrided layer. Application of the specialized probes with high measuring frequency allows the assessment of a nitrided layer. The necessary condition is to prepare references samples with defined core structure and differentiated thickness of the diffusion layer and nitrides.

18

Kształtowanie właściwości użytkowych stopu tytanu Ti6Al4V w niskotemperaturowym procesie azotowania jarzeniowego

Tarnowski M., Garbacz H., Ossowski M., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 5

420--422

PL

Tytan i jego stopy są szeroko stosowane w medycynie, jednak ich mała odporność na zużycie przez tarcie oraz występowanie zjawiska metalozy (przechodzenia składników stopu do organizmu ludzkiego) ograniczają ich zastosowanie na implanty kostne. W pracy przeprowadzono na stopie tytanu Ti6A4lV proces azotowania jarzeniowego w temperaturze 680°C. Stwierdzono, że taka temperatura nie wpływa na mikrostrukturę stopu tytanu, co gwarantuje zachowanie jego dobrych właściwości mechanicznych. Analizę mikrostruktury i składu fazowego wykonano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego oraz metody XRD. Parametry chropowatości próbek zbadano za pomocą profilometru optycznego. Wykonano pomiary mikrotwardości, odporności na zużycie przez tarcie oraz korozji metodą potencjodynamiczną. Stwierdzono, że wytworzone w procesie azotowania jarzeniowego w obniżonej temperaturze warstwy poszerzają zakres zastosowania stopu Ti6Al4V.

EN

Titanium and its alloys are widely used in medicine but their low wear resistance and release of titanium alloy elements into surrounding tissues (metalosis effect) limit their use as bone implants. This study presents the glow discharge nitriding process conducted at a temperature 680°C. This temperature does not affect the Ti6Al4V titanium alloy microstructure, what guaranties preserving its good mechanical properties. The microstructural and phase composition analysis was carried out using SEM microscopy and X-ray diffraction. Optical profilometer was applied for layer surface topography measurements. Microhardness and frictional wear resistance and corrosion resistance (potentiodynamic method) investigations were performed. Layers produced by low temperature glow discharge assisted nitriding process broaden the range of application of Ti6Al4V alloy due to good corrosion and wear resistance.

19

Odporność na zmęczenie cieplne stali WCL i WCLV z zastosowaniem powłok hybrydowych

Gronostajski Z., Smolik J., Zwierzchowski M., Hawryluk M., Marciniak M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 8

541--544

PL

W pracy przedstawiono wyniki badania zmęczenia cieplnego próbek pokrytych warstwami hybrydowymi. Próbki ze stali narzędziowej do pracy na gorąco WCL i WCLV poddane zostały obróbce cieplnej zgodnie z technologią przygotowania matryc do kucia na prasach. Po azotowaniu jarzeniowym na próbki nałożono powłoki metodą PVD typu CrN i Al0,7Cr15Ti15N mono. Na podstawie pomiarów oraz literatury dobrano warunki cyklu zmęczeniowego. Próby przeprowadzono dla trzech temperatur górnych cyklu Tg = 650, 700, 750°C. Wyniki przedstawiono w postaci opisu powierzchniowej siatki pęknięć oraz za pomocą pomiaru głębokości pęknięć. Wskazano, która z zastosowanych powłok na próbkach stalowych daje najmniejszą intensywność powstawania siatki pęknięć oraz spełnia wymagania stawiane przez warunki przemysłowe.

EN

The paper presents the results of thermal fatigue of hybrid layers. Samples from hot tool steel H11,H13 were subjected to heat treatment compatible with the technology of preparation of forging dies for presses. After nitriding PVD coatings were imposed: CrN and Al0,7Cr15Ti15N mono. On the basis of measurements and literature conditions of cycle fatigue were chosen. Tests were carried out for three temperatures of the upper cycle Tmax = 650, 700, 750 ° C. The results are shown in the form of the surface crack formation, and by measuring the depth of cracks. It was indicated which coating combination with steel gives the lowest intensity of the grid formation of cracks and meets the requirements of the industrial conditions.

20

Wpływ geometrii profili aluminiowych na trwałość matryc do ich wyciskania

Laurentowska-Tyczka A., Wendland J., Borowski J., Jurczak H.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2013

|

T. 24, nr 4

303--315

PL

W pracy analizowano wpływ geometrii matryc do wyciskania profili aluminiowych na ilość wyciśniętego materiału oraz trwałość matryc. Matryce przekazane do badań były poddawane cztero- lub pięciokrotnemu azotowaniu gazowemu i eksploatowane do końcowego zużycia w firmie Albatros Aluminium. W artykule podjęto próbę wyjaśnienia wpływu geometrii matryc na grubość warstwy azotowanej, a tym samym na wzrost ich trwałości. Uzyskane wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że ilość wyciśniętego materiału, niezależnie od kształtu matrycy, zwiększa się prawie dwukrotnie po trzecim azotowaniu i dwuipółkrotnie po czwartym azotowaniu. Matryca do wyciskania profilu o płaskim kształcie pozwoliła osiągnąć dwuipółkrotny wzrost ilości wyciśniętego materiału już po trzecim azotowaniu.

EN

In this work, the influence of the geometry of dies for extrusion of aluminum profiles on the amount of extruded material and durability of dies was analyzed. The dies that were provided for study were subjected to four- or five-fold gas nitriding and were exploited until they were finally worn out at the Albatros Aluminium company. In this article, an attempt was made to explain the influence of die geometry on the thickness of the nitrided layer, and thus, on the increase of their durability. Obtained results of studies made it possible to state that the amount of extruded material increases almost twice after the third nitriding and 2.5 times after the fourth nitriding, independently of the shape of the die. The die for extrusion of a flat-shaped profile made it possible to achieve a 2.5-fold increase of the amount of extruded material after only the third nitriding.