Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Projektowanie, kontrola i wizualizacja in-situ procesu azotowania gazowego

Olik R., Ratajski J., Dobrodziej J. J., Suszko T., Michalski J., Lipiński D.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

839-842

PL

W artykule przedstawiono kompleksowy system projektowania oraz wizualizacji i kontroli in-situ procesu azotowania gazowego. W koncepcji komputerowego projektowania wykorzystano m.in. metody sztucznej inteligencji ze względu na trudności w rozwiązywaniu analitycznym lub numerycznym złożonych zagadnień termodynamicznych dotyczących m.in. przemian fazowych. W rezultacie otrzymano możliwości polioptymalizacji oraz wieloparametrycznych symulacji przebiegu procesu połączone z wizualizacją zmian wartości parametrów w funkcji czasu oraz możliwości predykcji właściwości warstw azotowanych. Do wizualizacji in-situ wzrostu warstwy azotowanej opracowano procedury komputerowe wykorzystujące wyniki korelacji przebiegów napięciowo-czasowych czujnika rezultatu procesu (czujnika magnetycznego), bezpośredniego oraz różniczkowego, z właściwym stadium wzrostu warstwy. Procedury komputerowe umożliwiają połączenie, w trakcie trwania procesu, rejestrowanych przebiegów napięciowo-czasowych z modelem teoretyczno-eksperymentalnym procesu.

EN

In this article a comprehensive system of design, visualization and in-situ control of gaseous nitriding process has been presented. The methods of artificial intelligence for the concept of computer design were used because of difficulty in numerical and analytical solution of complex issues including the thermodynamic of phase transformation. The results are tools to polioptimalisation and multiparameters simulation of the process course allowing prediction of nitrided layers properties. The procedures to in-situ visualization of growth of nitrided layer was developed using the results of correlation of voltage-time courses registered by result sensor (magnetic sensor), direct and differential with appropriate stage of growth layer. The computer procedures allow connection, during the process, voltage-time courses with theoreticalexperimental model of the process.

2

Czynniki efektywności jakościowo ekonomicznej w procesie azotowania gazowego

Kolmasiak C., Skuza Z., Prusak R.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

823-824

PL

Jednym z podstawowych elementów bilansu finansowego procesu jest uwzględnienie zużycia mediów. Redukcja zużycia wody, gazów czy też energii elektrycznej w znacznym stopniu może wpłynąć na korzystny wynik finansowy prowadzonego procesu. Zmiany te mogą jednak następować w ilościach niezbędnych do zapewnienia prawidłowego przebiegu procesu. Analiza efektywności zarówno jakościowej, jak i ekonomicznej procesu azotowania elementów konstrukcyjnych wymaga uwzględnienia szeregu czynników [1, 2]. W pracy przedstawiono zestawienie i porównanie parametrów ekonomicznych dotyczących zużycia mediów, takich jak: azot, amoniak, energia elektryczna. Procesy azotowania przeprowadzono w urządzeniu NX609 firmy Nitrex Metal Inc. metodą regulowanego azotowania gazowego NITREG. Analizie poddano 8 procesów azotowania ulepszonej cieplnie stali 38CrAlMo6-10-2 w atmosferach: amoniaku NH3 i amoniaku z amoniakiem zdysocjowanym NH3-NH3zdys. Pierwszym etapem badań było wyselekcjonowanie parametrów, które mogłyby mieć istotny wpływ na koszty procesu azotowania gazowego. Porównano 8 procesów azotowania stali 38CrAlMo6-10-2. Różniły się one czasem prowadzenia procesu, zużyciem mediów (azotu amoniaku energii elektrycznej) oraz kosztem. Wykorzystując analizę korelacji sprawdzono, między którym czynnikiem, a kosztem procesu istnieje najsilniejsza zależność liniowa [4]. Na podstawie badania stwierdzono silną korelację pomiędzy kosztem a zużyciem energii, wnioskować zatem można, że na koszt wpływa zużycie energii elektrycznej. Nie bez znaczenia dla koszów procesu pozostaje zużycie azotu i amoniaku. Natomiast wpływ amoniaku zdysocjowanego na koszty procesu nie jest aż tak znaczny.

EN

One of the basic elements of the financial balance of a process are the costs of utility consumption. The reduction of the amounts of water, gases or electrical energy may contribute to a considerable extent to a favourable financial outcome of a process carried out. These modifications may, however, be made to extents assuring the proper running of the process. The analysis of both the quality and economic effectiveness of the construction element nitriding process requires a number of factors to be considered. The paper presents a list and comparison of economic parameters for the consumption of supplies, such as: nitrogen, ammonia and electrical energy. The nitriding process was carried out on an Nx609 installation by Nitrex Metal Inc by a regulated gas nitriding method, NITREG. Eight processes of nitriding toughened steel 38CrAlMo6-10-2 conducted in the atmospheres of ammonia, HN3, and ammonia with dissociated ammonia, NH3-HN3diss, respectively, were subjected to analysis. The first stage of the tests involved the selection of parameters that could have a significant influence on the costs of the gas nitriding process. Eight processes of nitriding steel 38CrAlMo6-10-2 were compared. They differed in the time of conducting the process and the consumption of supplies and utilities (nitrogen, ammonia and electrical energy). Using the analysis of correlation it was tested to find a factor that had the greatest linear correlation with the process cost. From the test, a strong correlation between the cost and energy consumption was found; hence, it can be inferred that the cost is influenced by the consumption of electrical energy. Also, the consumption of nitrogen and ammonia is of importance to the process costs. Whereas, the influence of ammonia on the process costs is not so significant.

3

Influence of gas nitriding conditions on formation of nitrided layer on duplex stainless steel

Bielawski J., Baranowska J., Szczeciński K.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

607-610

EN

The paper presents results of the investigations on the influence of gas nitriding parameters on layer formation on ferritic-austenitic stainless steel (X2 CrNiMoN 22 5 3.)- The ion sputtering was applied as an activation technique before the gas nitriding. Hydrogen was used as sputtering gas at 3-5 Pa. The nitriding was conducted in ammonia atmosphere in temperature 673-823 K. The morphology and phase composition of the layers were evaluated using light microscopy and X-ray diffraction methods. Moreover, kinetics of the process was evaluated. The thickness measurements were based on statistic plan of experiment.

PL

W artykule przestawione zostały wyniki badań nad wpływem parametrów procesu azotowania gazowego na tworzenie warstw na stali ferrytyczno-austenitycznej (X2 CrNiMoN 22 5 3). Jako obróbkę aktywującą zastosowana proces rozpylania jonowego, który bezpośrednio poprzedzał azotowanie. Obróbkę aktywacyjną prowadzono w wodorowej plazmie niskotemperaturowej przy ciśnieniu 3-5 Pa. Obróbkę gazową prowadzono w atmosferze amoniaku w mieszaninie z produktami jego dysocjacji w temperaturze 673-823 K. Zbadano morfologie oraz budowę fazową warstw azotowanych. Dodatkowo wyniki badań zostały poparte obliczeniami statycznymi, które pozwoliły dokonać oceny wpływu parametrów obróbki cieplno-chemicznej na kinetykę wzrostu warstwy azotowanej na stali duplex.

4

Development of the inteligent tools for designing of the nitriding processes

Ratajski J., Suszko T., Dobrodziej J.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

724-727

EN

In the paper there is presented a description of intelligent tools to support the designing processes of chemical-heat treatments (on the exemplary case of nitriding process) i.e. experimental-theoretical models of the treatment which were elaborated by means of following numerical methods: 1) analytical methods for description of the growth of three-zone (a+y'+e) nitrided layer on iron and low carbon steels and for description of the growth of carbo-nitrided layer on alloy steels, 2) finite differences method for calculation the profiles of nitrogen concentration in the diffusion layer, 3) methods of artificial intelligence for prediction the hardness profiles for a given steel and process parameters, 4) the method of evolutionary algorithms for finding the appropriate process parameters in order to obtain presumed process results. The applications elaborated make possible acquiring, processing and multi-criteria looking-up information of various processes of surface treatments. The applications constitute tools to comprehensive simulation of the processes and can be also used in a process control system and in visualization of process course.

PL

W pracy przedstawiono opis narzędzi do analizy i wspomagania projektowania procesów obróbki cieplno-chemicznej na przykładzie procesu azotowania gazowego. Opracowano kilka narzędzi opartych o różnorodne metody numeryczne: 1) rozwiązywanie nieliniowych układów równań metodami iteracyjnymi (kolejnych przybliżeń) do opisu wzrostu trójfazowej warstwy azotowanej, 2) metodę różnic skończonych do rozwiązywania układów równań różniczkowych w obliczeniach profili azotu w strefie dyfuzyjnej warstwy azotowanej, 3) metodę sztucznych sieci neuronowych do opracowania statystycznego modelu w przewidywaniu profili twardości dla danej stali i określonych parametrów procesu azotowania oraz 4) metodę algorytmów genetycznych w zagadnieniu optymalizacyjnym polegającym na doborze odpowiednich parametrów procesu dla osiągnięcia założonego profilu twardości. Opracowane programy umożliwiają zbieranie i wielokryterialną analizę danych różnych procesów obróbki cieplno-chemicznej i mogą być zastosowane do symulacji procesów a także w systemach wizualizacji i sterowania.