Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wysokowydajne nawęglanie niskociśnieniowe stali

Dybowski K.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2013

|

Z. 473

1--101

PL

Niniejsza dysertacja zawiera zbiór wyników badań i analiz autora, stanowiących jego wkład w inżynierię powierzchni, związany z wysokowydajną technologią nawęglania niskociśnieniowego stali. Obejmuje ona analizę możliwości podniesienia temperatury procesu oraz właściwą jego organizację, w celu zwiększenia wydajności, przy jednoczesnym zachowaniu wysokich właściwości mechanicznych i ograniczeniu odkształceń cieplnych. Część pierwsza rozprawy, obejmująca rozdziały 1-5, opisuje metodę nawęglania niskociśnieniowego stali w atmosferze acetylen-etylen-wodór oraz modyfikację tej technologii, polegającą na wstępnym azotowaniu stali na etapie nagrzewania do temperatury nawęglania. W tej części pracy przestawiono również nowoczesny sposób obróbki cieplnej po nawęglaniu, jakim jest hartowanie w gazach pod wysokim ciśnieniem. Ponadto określono wymagania, jakie stawia się warstwom nawęglonym oraz scharakteryzowano wpływ budowy strukturalnej na właściwości mechaniczne tych warstw. W drugiej części rozprawy, w rozdziale 7, przedstawiono wpływ organizacji procesu na wydajność nawęglania niskociśnieniowego, wynikającą z możliwości zastosowania podziału procesu na jedno- i wielosegmentowy. Dokonano analizy efektywności wytwarzania warstw nawęglanych o znacznych grubościach, pod kątem skrócenia całkowitego czasu procesu i uzyskania wysokiej skuteczności przekazywania węgla z atmosfery do powierzchni nawęglanych detali. W rozdziale 8 zaprezentowano wyniki badań dotyczące wpływu temperatury oraz sposobu nawęglania na właściwości mechaniczne nawęglonej stali, tj. wytrzymałość zmęczeniową na zginanie, odporność na zmęczenie stykowe, odporność na dynamiczne obciążenia. Określono, jakie czynniki i w jakim stopniu wpływają na poziom wytrzymałości nawęglonej stali. Wykazano, że odpowiedni sposób prowadzenia nawęglania nisko-ciśnieniowego gwarantuje możliwość podniesienia temperatury procesu w celu jego intensyfikacji, bez pogorszenia właściwości mechanicznych wynikających z rozrostu ziarna austenitu. W rozdziale 9 określono wpływ podwyższenia temperatury procesu nawęglania na wielkość odkształceń cieplnych oraz zaproponowano nowatorski sposób ograniczenia tych odkształceń poprzez nasycanie węglem austenitu już na etapie nagrzewania do temperatury nawęglania, co powoduje zwiększenie granicy plastyczności. W rozdziale 10 i 11 podsumowano wyniki przeprowadzonych badań i sformułowano wnioski dotyczące możliwości intensyfikacji procesu nawęglania w wyniku zastosowania wysokowydajnej technologii nawęglania niskociśnieniowego.

EN

This dissertation is a collection of results from studies and analyses by its author, which constitutes his contribution to the surface engineering in the field of high-performance technology of low pressure carburizing of steel. It includes an analysis of the process temperature increase capabilities and the appropriate organization in order to increase efficiency, while at the same time maintaining high mechanical properties and reducing thermal deformations. The first part of the dissertation, comprising of chapters 1-5, describes the method of low pressure carburizing of steel in the atmosphere of acetylene-ethylene-hydrogen and the modification of this technology consisting of pre-nitriding of steel at the stage of heating up to carburizing. In this part of the discourse the high pressure gas quenching, the modern heat treatment after carburizing, has been presented. Furthermore, the defined requirements for the carburized layers and the impact of the structure on the mechanical properties of the layers were set. In the second part of the dissertation, in Chapter 7, the study reviews the influence of the process organization (resulting from the possibility of division into one and multi-segments) on the low pressure carburizing. The efficiency analysis of creating carburized layers of considerable thickness was performed with a view to reducing the overall process time in which it takes the process to run and obtain high efficiency carbon transfer from the atmosphere to the surface of the elements which are undergoing carburizing. In Chapter 8, the research results are presented which deal with the influence of temperature and the methods of carburizing on the mechanical qualities of carburized steel, i.e. the bending fatigue strength, impact and pitting resistance. It defines what factors and to what extent affect the level of durability of carburized steel. It was shown that the appropriate way of conducting glow pressure carburizing guarantees the possibility of increasing the temperature in order to intensify the process without reducing the mechanical qualities resulting from austenite grain growth. Chapter 9 sets out the impact of such temperature increase on thermal deformation during the carburizing process. An innovative way to reduce the thermal deformation by reintroduction of carbon saturation of austenite when heating up to carburizing temperature, which increase the yield strength, has been proposed. In Chapter 10 and 11 the results of the conducted studies were summarized and conclusions concerning the possibility of intensifying the carburizing process by applying the high performance technology of low pressure carburizing were drawn.

2

Influence of carbon content on properties of carburized steel using different quenchants

Przyłęcka M., Gęstwa W., Kędzierski K.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

545-549

EN

The problem of creating on of case and core structure and properties of carburized and hardened elements is still present. The analysis of the literature showed that using the polymer quenching media to hardened carburized parts with the structure martensite-retained austenite, as carbides-martensite - retained austenite is still not known very well. Using as a quenching medium of hardened, water polymer solution let through changing the capacity polymer in solution, circulation and temperature cooling media by watering changing its cooling abilities and let the uniformity of the quenching process. The quenching of elements in the water let very often to distortion or brakes of the hardened elements after the carburized and quenching in the oil cannot give these elements the right core structure. In the present work the structure and choice of properties of hardened carburized layers were introduced for chromium and chromium-manganese steel after gass carburizing process (850°C/1÷10h) and direct hardening (center cooling: water polymer solution-polyglycol oxyalkylen) and tempering. The results of investigations permitted to affirm that layer with structure martensite - retained austenite and carbides - martensite -retained austenite produced in the process of hardening with polymer solution applying as a quenchant give profitable hardness of the element and impact strength of the element with the right layer thickness, the right hardness and microhardness as well as changes in microhardness on section in comparison to layers produced during cooling in water or oil. The results of the mechanical properties of hardened properties carburized layers created on the chromium-manganese and chromium steels do not show significant differences.

PL

Problem kształtowania struktury i własności warstwy i rdzenia elementów nawęglanych i hartowanych jest ciągle aktualny. Analiza literatury przedmiotu wykazała, że zastosowanie ośrodków polimerowych do hartowania nawęglanych części o strukturze warstwy martenzyt - austenit szczątkowy lub węgliki - martenzyt -austenit szczątkowy jest bardzo mało rozpoznane. Zastosowanie, jako ośrodka hartowniczego wodnych roztworów polimerowych, pozwala przez zmianę stężenia polimeru w roztworze, cyrkulacji i temperatury ośrodka chłodzącego w sposób płyny zmieniać jego zdolności chłodzące i zapewnia jednorodności procesu chłodzenia. Chłodzenie elementów w wodzie prowadzi często do wypaczeń lub pęknięć elementów hartowanych po nawęglaniu, a chłodzenie w oleju może nie zapewnić tym elementom właściwej struktury rdzenia. W pracy przedstawiono strukturę i wybrane własności utwardzonych warstw nawęglonych wytworzonych na wybranych stalach konstrukcyjnych chromowych i chromowo-manganowych, po procesach nawęglania (850°C/1÷10h) i hartowania bezpośredniego (ośrodek chłodzący wodny roztwór polimerowy -poliglikol oxyalkielinowy) oraz odpuszczania. Wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że warstwy o strukturze martenzyt - austenit szczątkowy, jak i węgliki - martenzyt -austenit szczątkowy wytworzone w procesie hartowania stosując, jako ośrodek chłodzący wodny roztwór polimerowy, dają korzystną udarność elementu przy określonej grubości warstwy nawęglonej, odpowiednią twardość i mikrotwardość oraz zmiany mikrotwardości na przekroju w porównaniu do warstw wytworzonych podczas chłodzenia w wodzie lub oleju, a utwardzone elementy nawęglone o strukturze warstwy węgliki -martenzyt - austenit szczątkowy wykazały większą odporność na zużycie ścierne. Korzystniejsze wyniki własności mechanicznych utwardzonych warstw nawęglonych wytworzonych na stalach chromowo-manganowych niż na chromowych

3

Struktura i twardość warstwy wierzchniej nawęglonych stali o podwyższonej wytrzymałości po procesach perlityzowania.

Kowalski S., Żółciak T.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

244-248

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań mających na celu ustalenie optymalnych parametrów obróbki cieplnej warstw nawęglonych stali o podwyższonej wytrzymałości typu 20HN3A i 20H2N4A dla uzyskania niskiej twardości do międzyoperacyjnej obróbki mechanicznej i odpowiedniej struktury wyjściowej do końcowego hartowania. W przypadku stali 20HN3A uzyskuje się twardość powierzchniową poniżej 30 HRC po klasycznej perlityzacji w szerokim zakresie temperatur. Stal 20H2N4A wymaga natomiast zastosowania wąskiego zakresu temperatur perlityzowania i dodatkowo wysokiego odpuszczania.

EN

The paper presents results of investigations on obtaining optimal parameters of heat treatment of case carburized steels 20HN3A and 20H2N4A to achieve appropriate low hardness and structure for mechanical treatment before final hardening. In case of steel 20HN3A hardness less than 30HRC can be obtained after classic annealing in subcritical temperature range (550-650 degrees centigrade). Case-carburized steel 20H2N4A requires use of very narrow temperature range of subcritical annealing and additionally a high temperature tempering.

4

Influence of hardening parameters on phase composition, residual stresses and properties in carburized steels.

Przyłęcka M., Gęstwa W.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 5

727-732

EN

The study presents the results of experiments and calculations according to the mathematical model of the chemical and phase composition of carburized layers. It takes into consideration two-phase areas (austenite + carbides) and the core in relation to functional properties. It shows that, as total carbon content and austenization temperature in the case increase, the starting temperature of martensite transformation decreases. The minimum value of Ms temperature is related to the highest fraction of retained austenite, a determined carbide fraction and a determined value of compressive internal stresses. That allows obtaining of favourable functional properties, such as hardness, bending resistance, contact fatigue resistance and abrasive wear resistance. The accordance of the experimental results and the results of model calculations allows applying the model for analyzing the structure and properties of case-hardened layers, also those obtained by modern methods (ionic, fluidic or vacuous).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań i obliczeń według modelu matematycznego składu chemicznego i fazowego warstwy nawęglonej. Uwzględniono w nich obszary dwufazowe (austenit + węgliki) oraz rdzeń w powiązaniu z własnościami użytkowymi. Wykazano, że ze wzrostem całkowitej zawartości węgla i temperatury austenityzacji w warstwie dyfuzyjnej temperatura początku przemiany martenzytycznej maleje. Minimalnej wartości temperatury Ms towarzyszy największy udział austenitu szczątkowego, określona zawartość węglików oraz określona wartość ściskających naprężeń własnych. Dzięki temu można uzyskać korzystne własności użytkowe takie jak twardość, wytrzymałość na zginanie, wytrzymałość na zmęczenie kontaktowe i odporność na zużycie ścierne. Zgodność wyników badań i obliczeń według modelu pozwala na zastosowanie tego modelu do analizy struktury i własności warstw nawęglonych otrzymanych również nowoczesnymi metodami (jonowymi, fluidalnymi, próżniowymi).

5

Modelowanie struktury i własności nawęglanych i azotonawęglanych stali chromowo-niklowych.

Przyłęcka M., Gęstwa W.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

703-706

PL

Model opracowany w ramach niniejszej pracy dla stali chromowo-niklowych po procesach nawęglania lub azotonawęglania i hartowania wymagał wyznaczenia linii granicznej rozpuszczalności węgla w austenicie oraz znajomości zawartości fazy węglikowej i austenitu szczątkowego oraz temperatury początku przemiany martenzytycznej. Dla tych stali wartości te obliczono w oparciu o profile zmian zawartości węgla i azotu w funkcji odległości od powierzchni. Wyniki te stanowiły podstawę do przeprowadzenia obliczeń naprężeń własnych w warstwach dyfuzyjnych, które skorelowano z danymi eksperymentalnymi. Otrzymane wyniki pozwoliły określić przy jakiej wielkości naprężeń uzyskuje się najkorzystniejsze własności użytkowe.