Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Regulowane azotowanie gazowe powierzchni otworów nieprzelotowych z zastosowaniem w fazie nagrzewania dwuskładnikowych atmosfer NH3 + NH3zdys

Bujak J., Hermanowicz P.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 1

27--31

PL

W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań wpływu składu chemicznego dwuskładnikowych atmosfer azotowania na strukturę i właściwości warstw azotowanych w powierzchniach otworów nieprzelotowych. Wyniki pokazały, że wykorzystanie w fazie nagrzewania atmosfery dwuskładnikowej NH3 + NH3zdys podczas kontrolowanego procesu azotowania umożliwia wytwarzanie na powierzchniach otworów nieprzelotowych warstw azotowanych o ograniczonej grubości warstwy azotków żelaza oraz wystarczająco wysokiej twardości. Warstwy azotowane uzyskane na powierzchniach ślepych otworów, w zależności od położenia w otworze, wykazują podobne zróżnicowanie struktur i właściwości, niezależnie od stopnia rozcieńczenia amoniaku w atmosferach, które były zastosowane w fazie nagrzewania. To zróżnicowanie spowodowane jest słabym dopływem świeżej atmosfery azotującej do wnętrza nieprzelotowych otworów z powodu ich małych średnic, co z kolei objawia się – wraz ze wzrostem głębokości otworów stopniowym spowolnieniem kinetyki wzrostu i zmniejszeniem grubości oraz twardości warstwy azotowanej.

EN

The paper presents the preliminary research results of the influence of the chemical composition of the two-component nitriding atmospheres on the structure and properties of the nitrided layers in the surfaces of the blind holes. The results showed that the utilization during the heating-up stage of in the controlled gas nitriding process the two-component atmospheres NH3 + NH3diss enables the production of the nitrided layers with a limited thickness of an iron nitrides layer as well as and a sufficiently high hardness on the surfaces of the blind holes. The nitrided layers obtained on the surfaces of the blind holes, depending on the position in the hole, show similar differentiation of the structures and properties, regardless of the dilution rate of ammonia in the atmospheres that were used during the heating-up stage. This differentiation is caused by the weak inflow of the fresh nitriding atmosphere to the interior of the blind holes due to their small diameters, which in turn is manifested as a gradual slowdown of the growth kinetics, a reduction of the thickness and hardness of a nitrided layer along with the increase in the depth of the blind holes.

2

Niskoemisyjne, ekologiczne azotowanie elementów pojazdów samochodowych przy wykorzystaniu metody ZeroFlow

Kowalska J.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 6

236--241

PL

W artykule omówiona została nowoczesna metoda regulowanego azotowania gazowego ZeroFlow, znajdująca zastosowanie w azotowaniu wybranych elementów pojazdów samochodowych. Dzięki zastosowaniu modeli symulacyjnych opisujących kinetykę wzrostu warstwy azotowanej możliwe jest opracowanie specjalnie dedykowanych procesów o odpowiednio dobranych parametrach; pozwala to na otrzymanie warstw azotowanych o ściśle określonych własnościach: wymaganej budowie fazowej wraz z grubościami stref/faz w niej występujących oraz wymaganych rozkładach twardości. Ponadto, dzięki zastosowaniu modeli symulacyjnych warstwy te są wytwarzane w możliwie najkrótszym czasie i przy najmniejszym zużyciu energii; proces azotowania metodą ZeroFlow jest zatem procesem ekonomicznym i ekologicznym. W artykule przedstawiono istotę procesu regulowanego azotowania gazowego ze szczególnym naciskiem na wpływ parametrów procesu azotowania na otrzymywane rezultaty. Informacje te stanowią podstawę do zrozumienia zagadnienia kinetyki wzrostu warstwy azotowanej, a co za tym następuje – dla jego praktycznego zastosowania w projektowaniu, regulacji i kontroli procesów azotowania przy wykorzystaniu modeli symulacyjnych (symulatora kinetyki wzrostu warstwy azotowanej). Projektowanie procesów azotowania ZeroFlow w oparciu o kinetykę wzrostu warstwy azotowanej wyjaśniono na przykładzie azotowania wałów korbowych dla silników samochodów sportowych.

EN

Paper presents new method of controlled gas nitriding called ZeroFlow, which is used for nitriding of selected motor vehicles components. Through the use of simulation models it was possible to develop the specially dedicated process with specific parameters; it allows forming of nitrided 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 are 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.

3

Wpływ regulowanego azotowania gazowego na właściwości wytrzymałościowe materiałów spiekanych

Wendland J., Małdziński L., Borowski J., Andrzejewski D.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 1

93--104

PL

Rynek odbiorców materiałów spiekanych na bazie żelaza ciągle się rozszerza. Zazwyczaj części spiekane z powodzeniem zastępują elementy produkowane dotychczas metodą odlewania, kucia lub obróbki ubytkowej. Głównym odbiorcą części spiekanych z proszków żelaza jest przemysł motoryzacyjny, a konsekwencją rosnącego zainteresowania materiałami proszkowymi jest ciągły wzrost wymagań jakie stawiają im odbiorcy. Z jednej strony dąży się do zwiększania gęstości spieków i rozwoju ich składu chemicznego, a z drugiej – do rozwoju procesów i zastosowania obróbki cieplnej i cieplno- -chemicznej. Autorzy artykułu chcieli zweryfikować, w jaki sposób obróbka cieplno- -chemiczna, poprzez azotowanie gazowe, wpłynie na właściwości wytrzymałościowe materiałów spiekanych na bazie żelaza. Badania wykonano na spiekach Fe-Mo-C o trzech gęstościach: 6400, 7100 i 7500 kg/m3 . Spieki te poddano regulowanemu azotowaniu gazowemu metodą ZeroFlow® . Metoda ZeroFlow® to metoda zapewniająca precyzyjną regulację składu atmosfery azotującej i kontrolę budowy warstwy azotowanej. Właś- ciwości wytrzymałościowe, materiałów spiekanych oraz spiekanych i azotowanych, wyznaczono w statycznej próbie rozciągania oraz statycznej próbie ściskania. Wykazano, że poprzez dobór odpowiedniej kombinacji gęstości materiału spiekanego i parametrów procesu azotowania można kształtować jego wytrzymałość. Azotowanie spowodowało wzrost właściwości wytrzymałościowych spieków o gęstości ≥ 7,1 g/cm3. w statycznej próbie ściskania, przy równoczesnym obniżeniu ich właściwości plastycznych. Statyczna próba rozciągania jest bardziej wrażliwa na występujące w strukturze spieków pory niż statyczna próba ściskania. W tym przypadku wzrost właściwości wytrzymałościowych zanotowano tylko dla spieków o gęstości zbliżonej do gęstości materiału litego (7,5 g/cm3).

EN

The market for iron-based sintered materials is constantly expanding. In general, sintered parts successfully replace parts thus far produced through the methods of molding, stamping, or machining. The main consumer of parts sintered from iron powders is the automobile industry, and a consequence of increasing interest in powder materials is a constant increase in the demands placed upon them by consumes. On the one hand, increased density of sinters and development of their chemical compositions is sought; on the other, development of the been performed at the temperature of 500oC, 600oC and 650oC on samples subjected to a thousand and 5 thousand heating cycles. In the tests, Charpy pendulum machine with processes and use of thermal and thermochemical treatment. The article's authors wanted to verify in what way thermochemical treatment, through gas nitriding, would influence the strength properties of iron-based sintered materials. The study was performed on Fe-Mo-C sinters of three densities, 6400, 7100, and 7500 kg/m3 . These sinters were subjected to regulated gas nitriding with the ZeroFlow® method. The ZeroFlow® method is a method ensuring precise regulation of the nitriding atmosphere and control of the structure of the nitrided layer. The strength properties of sintered materials and sintered and nitrided materials were established through a static tension test and a static compression test. It was demonstrated that, through selection of the appropriate combination of the density of sintered material and the parameters of the nitriding process, the material's strength can be shaped. Nitriding caused an increase in the sinters' strength properties for a density ≥ 7.1g/cm3 in the static compression test along with a simultaneously decrease in their plasticity properties. The static tension test is more sensitive than the static compression test to pores extant in the sinters’ structure. In this case, the increase in strength properties was noted only for sinters with a density close to the density of solid material (7.5 g/cm3).

4

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.

5

Zużycie i emisja gazów technicznych w procesie regulowanego azotowania gazowego ZeroFlow oraz w dotychczas stosowanych procesach

Małdziński L., Ostrowska K., Okuniewicz P., Hofman A., Kowalska J.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2014

|

1-2

8--14

PL

W pracy analizowano wpływ niektórych czynników determinujących zużycie amoniaku i azotu w dotychczas stosowanych procesach (klasycznym, Floe i Nitreg) oraz niedawno wprowadzonym do praktyki - azotowanie ZeroFlow. Analizowano te czynniki, na które użytkownicy azotowania mogą mieć pewien wpływ i poddawać je optymalizacji. Są to: temperatura procesu, potencjał atmosfery, budowa fazowa warstwy oraz stężenie azotu w warstwie przypowierzchniowej, jej grubość oraz rodzaj stosowanej atmosfery (NH3 , NH3 + NH3 zdys. i NH3 + N3). Wykazano, że najmniejsze zużycie i emisja gazów technicznych wykazuje proces o precyzyjnej regulacji . kinetyki wzrostu warstwy azotowanej w procesie z użyciem atmosfery 1-składnikowej - : samego amoniaku.

EN

This research studies the impact of certain factors on the consumption of ammonia and nitrogen in the established nitriding processes (classical, Floe and Nitreg) and the most recent - ZeroFlow nitriding process. Analyzed are the parameters that can be, to some degree, adjusted and optimized by the users. These include the temperature of the process, atmosphere potential, phase constitution, nitrogen concentration in the surface layer and its thickness, as well as the type of atmosphere (NH3, NH3 + dissociated NH3, and NH3 + N2). In conclusion, it is established that the lowest consumption and emission of the industrial gases is achieved in a process where a precise control over the kinetics of the layer growth is exercised and a unary atmosphere - ammonia - is employed.

6

Wykorzystanie metod sztucznej inteligencji w projektowaniu procesów regulowanego azotowania gazowego stali

Mruk R., Michalski J., Słoma J., Wach P.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 3

3--10

PL

W artykule omówiono modele wspomagające projektowanie i symulacje procesów azotowania gazowego. Podano przykłady wykorzystania modeli: heurystycznych – umożliwiających wyznaczanie parametrów atmosfery wlotowej na pods tawie zakładanego przebiegu temperatury i potencjału azotowego w czasie trwania procesu; analitycznych – umożliwiających prognozowanie grubości warstwy azotowanej na podstawie kinetycznych współczynników wzrostu uzyskanych w badaniach grawimetrycznych; neu ronowych przeznaczonych do prognozowania właściwości warstwy azotowanej zdefiniowanej grubością efektywną i grubością warstwy azotków żelaza na podstawie wartości parametrów procesu azotowania. Wykazano, że zastosowane sieci neuronowe o właściwościach apr oksymujących pozwoliły na budowę modeli dobrze dopasowanych do danych eksperymentalnych, w których uwzględnione są zależności nieliniowe.

EN

The article discusses the various models used in the design and simulation of gas nitriding processes. Examples for the use o f models are presented, including: heuristic models, enabling the determination of the inlet atmospheric para meters on the basis of the estimated temperature changes and nitrogen levels during the nitriding process; analytical models, enabling the prediction of the thickness of the nitrided layer on the basis of growth kinetic coefficients derived from gravimetri c studies; neural models, enabling the forecasting of properties of the nitrided layer, defined by its effective thickness and the thickness of the iron nitride layer, on the basis of a nitriding process parameters. It has been demonstrated that the applie d neural networks with their approximating proper ties allow for the construction of models which are well suited to the experimental data which include non linear dependence.

7

Utwardzanie wydzieleniowe za pomocą obróbki cieplnej azotowanej stali węglowej

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

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 6

552--555

PL

W pracy przedstawiono możliwości utwardzenia wydzieleniowego warstwy azotowanej na stali węglowej (C45) obróbki cieplnej polegającej na wysokotemperaturowym wygrzewaniu (austentyzacja) i niskotemperaturowym starzeniu. Tak pomyślany proces prowadzi, w wyniku zachodzących podczas wysokotemperaturowego wygrzewania (740°C) migracji azotu, do utworzenia się w strefie przypowierzchniowej azotowanej stopu (Fe, M)-C-N o innych cechach strukturalnych w porównaniu z pierwotną warstwa azotowaną. Warstwa przypowierzchniowa jest zbudowana z martenzytu azotowego, bainitu oraz wydzieleń weglikoazotków i fazy α". W wyniku utwardzenia uzyskuje się umocnienie przypowierzchniowe strefy do głębokości ok. 1 mm. Utwardzona wydzieleniowo stal odznacza się bardzo dobrą odpornością na zużycie przez tarcie (tab. 3). Opracowany proces utwardzania wydzieleniowego może stanowić alternatywę dla hartowania indukcyjnego. W artykule przedstawiono wyniki badań metalograficznych, twardości oraz odporności na zużycie przez tarcie.

EN

The paper presents the possibility of precipitation hardening of the nitrided layer on carbon steel (C45) by heat treatment: high-temperature annealing (austentizing) and low temperature aging. Thus conceived process leads, as a result of the high temperature occurring during austenitizing (740°C) the migration of nitrogen, to form a nitrided surface zone in an alloy (Fe, M)-C-N with other structural features in comparison with the original nitride layer. Surface layer is composed of martensite, bainite, ferrite and carbonitrides precipitates and phase α" As a result of the strengthening obtained subsurface hardened zone to a depth of approximately 1 mm. Precipitation hardened steel has very good resistance to wear by friction (Tab. 3). Developed hardening process can be an alternative induction hardening. The article presents the results of metallographic, hardness, resistance to wear by friction.

8

Phase controlled gaseous nitriding and nitrocarburizing

Winter K. M.

Inżynieria Powierzchni

|

2013

|

nr 2

67--74

EN

Improvements in measuring and control equipment over the past ten years have led to a new generation of expert systems capable of demystifying nitriding and nitrocarburizing processes. Systems are now using intelligent multi-sensor measuring devices to simultaneously determine with accuracy the atmosphere potentials KO, KN and KC. An advanced built-in mathematical model calculates the atmosphere partial pressures and the influence of temperature, atmosphere and time for various steels. This approach allows online prediction of the composition of the compound layer, as well as thickness, phase and properties. The use of fast predictive control algorithms enables to-the-point atmosphere control, as opposed to classical PID control. The reversed model makes it possible for users to target specific white layers based on the nitrogen composition and carbon percentage.This article gives the reader a useful insight of the state-of-the-art process controls available today, explaining the influence of potentials and various process set-ups on the material, as well as the difference between classical PID control and predictive control, based on the results of a two-year study using laboratory and industrial equipment.

PL

Postęp w zakresie urządzeń pomiarowych i kontrolnych, który dokonał się przez ostatnie dziesięć lat umożliwił powstanie systemów ekspertskich, które czynią procesy azotowania i węgloazotowania bardziej zrozumiałymi. W systemach tych wykorzystuje się inteligentne multi-sensory do urządzeń pomiarowych w celu jednoczesnego, dokładnego określenia potencjałów atmosfer KO, KN i KC. Wbudowany zaawansowany model matematyczny przelicza ciśnienia cząstkowe z uwzględnieniem wpływu temperatury, atmosfery oraz czasu dla różnych stali. Podejście to umożliwia “online” przewidywanie składu warstwy oraz grubości, rodzaju fazy i właściwości. Zastosowanie algorytmów do szybkiego przewidywania umożliwia dokładną kontrolę atmosfery w przeciwieństwie do klasycznej metody PID. Odwrotny model umożliwia dopasowanie składu azotu i procentowej zawartości węgla tak, by otrzymać zamierzoną specyficzną białą warstwę. W tej publikacji podano, w oparciu o dwuletnie badania laboratoryjne oraz przemysłowe, użyteczny przegląd obecnego poziomu wiedzy na temat dzisiaj dostępnych metod kontroli, z wyjaśnieniem wpływu potencjałów i parametrów procesu na materiał oraz różnic między klasyczną metodą PID a metodą z przewidywaniem.

9

Regulowane azotowanie gazowe stali narzędziowych

Wach P., Michalski J., Ciski A., Tacikowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 4

16-20

PL

W artykule przedstawiono i omówiono regulowane azotowanie gazowe stali narzędziowych. Określono parametry atmosfer azotującej dla poszczególnych rodzajów stali. Wykazano wzrost odporności na zużycie przez tarcie oraz podwyższenie twardości powierzchni próbek i narzędzi wykonanych ze stali narzędziowych po azotowaniu, w porównaniu z narzędziami i próbkami bez azotowania, szeroko stosowanymi w procesach przemysłowych. W artykule przedstawiono niektóre zastosowania azotowania gazowego w procesach przemysłowych wykonywane w IMP oraz w zakładach, w których azotowanie zostało wdrożone przez IMP.

EN

Controlled nitriding of tool steels is presented and discussed. Parameters of nitriding atmospheres for different types of steel have been defined. It has been shown that wear by friction resistance has been increased as well as surface hardness of samples and tools made of tool steel after nitriding in comparison with the tools and samples without nitriding what is widely used in industrial processes. Some applications of gas nitriding in industrial processes carried out in the IMP and the plants where the nitriding has been implemented by IMP are presented.

10

Method of simulation of three-component atmospheres in the control system of the gas nitriding processes

Dobrodziej J., Łabędzka J., Michalski J., Wach P.

Problemy Eksploatacji

|

2009

|

nr 3

39-55

EN

The article presents the application of numerical methods for the simulation (prediction) of nitriding potential changes and a discharge of the three-component nitriding atmosphere. Models and algorithms used for simulations have been also described. Development trends of developed simulation methods in the context of their application in designing and controlling industrial gas nitriding systems have also been described.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie metod numerycznych do symulacji zmian potencjału azotowego i wydatku trójskładnikowej atmosfery azotującej. Zaprezentowano wybrane modele i algorytmy oraz uzyskiwane z ich użyciem wyniki. Wskazano kierunki rozwoju opracowanych metod symulacyjnych w kontekście ich zastosowań w projektowaniu i sterowaniu przemysłowymi instalacjami azotowania gazowego.

11

Projektowanie procesów regulowanego azotowania gazowego narzędzi i części maszyn - ogólne wytyczne

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

Inżynieria Powierzchni

|

2009

|

Nr 3

3-14

PL

W artykule przedstawiono kluczowe etapy projektowania procesów regulowanego azotowania gazowego narzędzi i części maszyn. Omówiono zasady doboru gatunku stali i jej obróbki cieplnej poprzedzającej proces azotowania. Scharakteryzowano rodzaje warstw azotowanych wytwarzanych na narzędziach i częściach maszyn. Omówiono kryteria doboru temperatury, rodzaju i składu atmosfer wlotowych oraz potencjału azotowego atmosfery azotującej. Podano przykłady przemysłowych zastosowań procesów regulowanego azotowania gazowego do narzędzi i części maszyn o wymaganej podwyższonej, w porównaniu z dotychczas uzyskiwaną, odpornością na zużycie przez tarcie, korozję i narażenia mechaniczne.

EN

Design basics of controlled gas nitriding processes of tools and machine parts are presented. Rules of selection of steel grades and parameters of their heat treatment, which precedes nitriding process are described. Types of nitrided layers made on tools and machine parts are characterized. Selection principles of temperatures, kind and composition of inflow atmosphere as well as nitriding potential are explained. Examples of industrial applications of controlled gas nitriding processes for tools and machine parts are given and it have been found that corrosion resistance and wear resistance are higher comparing to tools and parts treated in classical gas nitriding process.

12

Możliwości zastosowania programów komputerowych do projektowania, symulacji i weryfikacji procesów regulowanego azotowania gazowego

Dobrodziej J., Gospodarczyk A., Michalski J., Tacikowski J., Wach P., Ratajski J., Olik R.

Inżynieria Powierzchni

|

2009

|

Nr 2

34-45

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania informatyki stosowanej oraz metod sztucznej inteligencji do symulacji i projektowania procesów regulowanego azotowania gazowego. Omówiono model fenomenologiczny procesu azotowania i opracowane na jego bazie najważniejsze modele matematyczne, wykorzystane zarówno do symulacji, jak i do projektowania procesów. Modele te zastosowano w komputerowym, zintegrowanym systemie sterowania procesami regulowanego azotowania gazowego. Wskazano znaczenie baz danych przewidzianych do gromadzenia informacji o procesach azotowania gazowego i ich efektach, generacji baz wiedzy w zadaniach wnioskowania o właściwościach eksploatacyjnych warstw azotowanych jak również w regulacji charakterystyk atmosfery azotującej.

EN

The article presents possibilities of using applied computer science as well as methods of artificial intelligence for simulation and computer's designing of gas nitriding processes. The phenomenological model of gas nitriding process and the most significant mathematical models produced on its basis and implemented in the computer application integrated with a system of control of gas nitriding processes which are used for both simulation and designing have been described. The significance of databases intended for acquisition of data concerning gas nitriding processes and generation of knowledge bases for inferencing about maintenance properties of nitrided layers as well as for controlling dynamic characteristics of a process milieu has been indicated. Moreover, practical functions of designed software, including prediction, designing and optimization of nitriding processes which are controlled on the basis of computer simulation are shown.

13

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).

14

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.

15

Wytwarzanie warstw duplex metoda azotowania gazowego i PAPVD-Arc

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

Inżynieria Powierzchni

|

2006

|

nr 2

63-67

PL

Niniejsza praca dotyczy procesów wytwarzania kompozytu: warstwa azotowana/powłoka PAPVD na podłożu ze stali narzędziowej stopowej do pracy na gorąco. Celem pracy była analiza możliwości wytworzenia powłoki zbudowanej z faz układu Cr-N w procesie syntezy plazmowej (PAPVD-Arc), na podłożach stali WCL azotowanej gazowo (regulowane azotowanie gazowe- NitregŽ). W pracy zostały przedstawione wyniki badań wpływu struktury warstwy azotowanej i wpływu rodzaju cienkiej powłoki układu Cr-N, wytworzonych w procesie PAPVD-arc, na właściwości mechaniczne otrzymanego kompozytu i jego odporność korozyjną. Analizowano również strukturę fazową otrzymanych powłok.

EN

A formation of composite layer - nitriding layer/PAPVD coating on X37CrMoV5-1 steel was investigated. The aim of this work was to analyse the possibility to obtain the Cr-N containg coating by PAPVD-Arc process on WCL steel substrates subjected to the controlled gas nitriding process NitregŽ. The structure, phase composition, mechanical properties and corrosion resistance of obtained duplex layers are determined.

16

Kształtowanie struktury i własności stali EJ961 w procesie azotowania jarzeniowego w porównaniu z azotowaniem gazowym i fluidalnym

Frączek T., Jeziorski L., Jasiński J., Sadurski K., Michalski J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 7-8

347-351

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań procesu azotowania stali gatunku EJ961. Stal ta poddana została następującym technologiom azotowania: azotowaniu jonowemu - zarówno na katodzie jak i na podłożu odizolowanym od katody i anody, czyli w tzw. potencjale plazmy wyładowania jarzeniowego. Procesy azotowania przeprowadzono na urządzeniu do obróbek jarzeniowych z chłodzoną anodą typu JON - 600, regulowanemu azotowaniu gazowemu - w piecu Nx609 firmy Nitrex Metal Inc. azotowaniu fluidalnemu - w laboratoryjnej komorze fluidyzacyjnej grzanej w przemysłowym piecu fluidalnym typu FP700. Niniejsza praca zawiera rezultaty badań zmierzających do wyjaśnienia wpływu poszczególnych technologii azotowania na własności warstwy wierzchniej azotowanej stali EJ961. Dla określenia własności uzyskanych warstw na azotowych stalach zostały wykonane badania: metalograficzne, pomiaru twardości powierzchniowej, rozkładu twardości w warstwie azotowanej, badania składu fazowego oraz badania odporności na zużycie ścierne.

EN

This work presents results of research on nitriding process of EJ961 steel. The steel was subjected to following nitriding methods: glow discharge nitriding - both at the cathode and at the isolated from electrodes substrate, that is at so called glow discharge plasma potential (floating plasma). Processes were performed on glow discharge device with cooled anode type JON-600, controlled gas nitriding - on furnace Nx609, Nitrex Metal Inc, fluidized bed nitriding - inside laboratory fluidized chamber heated by industrial furnace type FP700. Given below work contains results tending towards an explatation of influence of applied nitriding techniques on surface layer properties of EJ961 steel. Following investigations were performed for determination of properties of surface layers produced on nitirded case, phase composition analysis and abrasive wear resistance tests.

17

Regulowane azotowanie gazowe pod kątem zastosowania do wysoko obciążonych części lotniczych.

Michalski J., Tacikowski J., Sułkowski I., Wach P., Kopeć S.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

223-226

PL

W artykule omówiono przykłady procesów azotowania, umożliwiających wytwarzanie warstw z ograniczoną bądź nawet bez przypowierzchniowej warstwy azotków. Wykazano, jak istotne znaczenie ma nie tylko prawidłowy dobór parametrów procesu, ale także warunków nagrzewania. Nieprawidłowy dobór tych warunków może spowodowć nawet nie utworzenie się warstwy azotowanej. W analizie procesów wskazano, który i przy jakich modyfikacjach może być stosowany zwłaszcza przy grubszych warstwach efektywnych wymagających dłuższych czasów azotowania.

EN

The importance of hot only choosing the right process parameters but also heating condition have been presented. An incorrect selection of those conditions may prevent the appearance of nitrided layer. The analysis of nitriding processes showed correct process of nitriding and its modification for long time nitriding and thick nitrided layer.

18

Nowe możliwości kształtowania struktury warstwy azotowanej metodą regulowanego azotowania gazowego.

Michalski J., Sułkowski I., Tacikowski J.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

237-240

PL

Regulowane azotowanie gazowe stali węglowych i stopowych jest nowoczesną metodą obróbki cieplno-chemicznej, w której jako podstawowy parametr charakteryzujący atmosferę azotującą wykorzystano potencjał azotowy Np. W Instytucie Mechaniki Precyzyjnej proces azotowania gazowego jest przedmiotem wszechstronnych badań podstawowych i technologicznych oraz zastosowań przemysłowych od ponad 30 lat. Celem regulowanego azotowania gazowego jest wytwarzanie na stalach konstrukcyjnych i narzędziowych warstw o budowie i właściwościach, dostosowanych do współczesnych wymagań wynikających ze specyficznych narażeń występujących w różnorodnych warunkach użytkowania azotowanych części oraz narzędzi. Proces przeprowadza się w temperaturze od 480 do 620 stopni Celsjusza, w czasie od ok. 30 min. do 60 h. Potencjał azotowy atmosfery dobierany jest przy tym zwykle w zakresie od 0,5 do 10. Przez odpowiedni dobór potencjału azotowego wpływać można na skład fazowy zewnętrznej strefy warstwy węgloazotków i azotków żelaza. Może ona być zbudowana z węgloazotku bądź z azotku epsilon, azotku gamma' bądź też z mieszaniny tych faz. Sterowanie potencjałem azotowym atmosfery ma na celu ograniczanie maksymalnego sumarycznego stężenia azotu i węgla w strefie przypowierzchniowej warstwy do poziomu nie przekraczającego 8,5%. Odpowiada to ograniczeniu nie kontrolowanego wzrostu, szczególnie przy dłuższych czasach procesu, porowatej strefy węgloazotku, charakteryzującego się nadmierną kruchością. Proces regulowany umożliwia otrzymywanie warstw utwardzonych na stalach konstrukcyjnych stopowych o grubości do 0,3 - 0,5 mm (przy odpowiednio długim czasie azotowania - do 1 mm), o bardzo ograniczonej strefie powierzchniowej węgloazotków, poniżej 10 mikrometrów. Twardość warstwy, uwarunkowana składem chemicznym stali, zawiera się w granicach od 350 HV (dla stali węglowych) do ok. 1200 HV (dla stali specjalnych do azotowania). Jako kryterium plastyczności warstwy azotowanej przyjęto brak pęknięć w obszarze przylegającym do odcisków wgłębnika przy pomiarze twardości metodą Vickersa. Pęknięcia takie, jak również wykruszenia przy pomiarze twardości stali azotowanych metodami konwencjonalnymi występować mogą już przy obciążeniach wgłębnika 5 kG (i mniejszych). Współcześnie wymaga się często, aby pęknięcia nie pojawiały się przy obciążeniach do 50 kG. Warunek ten spełnia regulowane azotowanie gazowe.

EN

Controlled gas-nitriding of carbon-steels and alloy-steels is modern method of thermochemical treatment, in which as primary parameter characteristing nitriding-atmosphere nitrogen potential Np is used. In Institute of Precision Mechanics process of gas-nitriding is object of many-sided researches as well as basic and technological and industrial uses from over 30 years. The aim of the controlled gas nitriding is to obtain the layers on constructional and tools steels which have structure and properties, suited to present requirements, resulting from specific exposures occuring from diversity of conditions of the applications of nitrided parts and tools. Process is realized in temperature range from 480 to 620 degrees centigrade, duration circa 30 minutes to 60 hours. Potential of gas-nitriding atmospheres is usually selected in range from 0,5 to 10. Through suitable selection of nitride-potential we have influenced on phase composition of external zone made of carbon-nitride and iron-nitride layers. They can be created from carbon-nitride and from nitride epsilon, nitride gamma' and also from mixtures of these phases. Steering with nitride-potential of atmospheres has in view limitation of the maximum total concentrations of nitrogen and carbon in subsurface zone of the layer to the level not exceeding 8,5%. It allows to limit uncontrolled growth of the height, (especially at longer times of process) of porous carbon-nitride epsilon, being characterized with excessive fragility. The controlled process makes possible to receive hardened layers of the thickness from 0,3-0,5 mm up to 1 mm at properly long time of nitriding of structural-alloyed steels, with very limited superficial zone of carbon-nitride epsilon, below 10 micrometers in thickness. Hardness of the layer, depends on chemical constitution of steel and is in the borders from 350 HV (for carbon steels) to circa 1200 HV (for special nitrided steel). The lack of cracks in close-fitting to the area of microindenter imprints at measurement of hardness with Vickers method was assumed as the criterion of the plasticity of the nitrided layer. Such cracks and also crumbling up can occur, at measurement of hardness of nitrided steels with conventional methods at charges of microindenter 5 kg (or less). Contemporay requirements often demand, that cracks should not appear at charges up to 50 kG. This condition is achieved by controlled gas-nitriding process.