Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ napięcia utleniającego w procesie PEO na budowę i właściwości warstwy tlenkowej uzyskanej na azotowanym tytanie Grade 2

Brojanowska A., Kowalczyk K., Gąglewska N., Sobiecki J. R.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 2

42--47

PL

Dyfuzyjne warstwy azotowane typu TiN + Ti2N + αTi(N) wytworzone na tytanie w procesie azotowania jarzeniowego zwiększają jego odporność na korozję. Utlenianie elektrochemiczne azotku tytanu w elektrolitach zawierających wapń i fosfor pozwala na otrzymanie powierzchniowej warstwy TiO2 wzbogaconej w wapń i fosfor. Warstwa ta jest materiałem biozgodnym i bioaktywnym, pozwalającym na dobre połączenie implantu z kością. W artykule opisano nową technologię hybrydową. Jest to połączenie azotowania jarzeniowego i utleniania elektrochemicznego w kwasie fosforowym (V) z dodatkiem diwodorofosforanu wapnia. Warstwy azotku tytanu typu TiN + Ti2N + αTi(N) wytworzono na powierzchni stopu tytanu Grade 2 w warunkach wyładowania jarzeniowego. Procesy utleniania elektrochemicznego przeprowadzono przy użyciu dwóch wartości napięcia utleniającego: 40 i 100 V w 1% kwasie fosforowym (V) zawierającym jony wapnia Ca2+. Zbadano wpływ napięcia zastosowanego w czasie obróbki na morfologię powierzchni, właściwości korozyjne oraz grubość wytworzonych warstw.

EN

The diffusion nitrided layers of the TiN + Ti2N + αTi(N) type formed on titanium during the glow discharge nitriding process increase its resistance to corrosion. Electrochemical oxidation of titanium nitride in electrolytes containing calcium and phosphorus allows obtaining a TiO2 surface layer enriched in calcium and phosphorus. This layer is a biocompatible and bioactive material which enables a good connection of an implant with a bone. In this paper a new hybrid technology is described. It is a combination of glow discharge nitriding and electrochemical oxidation in phosphoric acid (V) with the addition of calcium dihydrogen-phosphate. The titanium nitride layers of the TiN + Ti2N + αTi(N) type were formed on the surface of titanium alloy Grade 2 under glow discharge conditions. The processes of electrochemical oxidation were carried out with the use of two values of the oxidizing voltage: 40 V and 100 V in 1% phosphoric acid (V) containing calcium ions Ca2+. The influence of the voltage applied during the processing on the surface morphology, corrosion properties and the thickness of the formed layers were examined.

2

Microstructure studies of nickel-carbon nanotubes nanocomposite coatings formed by electrodeposition

Popławski K., Kucharska B., Jezierska E., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 1

16--22

EN

Many researchers nowadays concentrate on nanocrystalline metal-matrix composites, as well as on composites reinforced by nanoparticles, to find more suited materials to be used in aviation, nuclear power plants or as a hydrogen storage for fuel cells. The aim of this paper was to investigate the possibility of producing nanocrystalline nickel-based composite coatings reinforced by carbon nanotubes (Ni–CNT). The goal was to obtain well immersed carbon nanotubes fully dispersed in nanocrystalline nickel matrix by using standard electrochemical deposition equipment and modify the process by changing parameters like bath composition, additives, nanotubes content or stirring method. The effect of optimization of these parameters on composite’s microstructure, surface topography and nanohardness was investigated. Also, usefulness of different approach, so called “stirring electrode” was examined. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy with electron diffraction, X-ray diffraction and Raman spectroscopy were used to determine the microstructure of obtained coatings.

PL

Celem tej pracy była ocena możliwości wytworzenia powłoki kompozytowej na osnowie nanokrystalicznego niklu z dodatkiem nanorurek węglowych (Ni–CNT), ze spełnieniem warunku otrzymania materiału z dobrze zdyspergowanymi i połączonymi z nanokrystaliczną osnową nanorurkami, za pomocą typowej metody osadzania elektrochemicznego i standardowego w tej metodzie sprzętu, modyfikując jedynie parametry procesu osadzania takie, jak: skład kąpieli, dodatek substancji modyfikujących czy powierzchniowo czynnych, zawartość nanorurek w kąpieli oraz metoda mieszania.

3

Właściwości tribologiczne warstw kompozytowych Ni–P/nanoAl2O3 oraz Ni/nanoAl2O3 wytwarzanych metodą redukcji chemicznej i elektrochemicznej

Kucharska B., Popławski K., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

493--496

PL

Praca przedstawia wyniki badań struktury i właściwości tribologicznych warstw kompozytowych Ni–P/Al2O3 oraz Ni/Al2O3 wytwarzanych metodą redukcji chemicznej i elektrochemicznej. W celach porównawczych badano również warstwy Ni–P oraz Ni wytwarzane w procesach o takich samych parametrach jak warstwy kompozytowe. Warstwy kompozytowe osadzano w kwaśnej kąpieli do niklowania chemicznego oraz w zmodyfikowanej kąpieli Wattsa o zawartości 10 g/dm3 nanometrycznego tlenku glinu. Przedstawiono morfologię i topografię powierzchni wytworzonych warstw. Za pomocą tribotestera T-21 oceniono właściwości tribologiczne warstw niklowo-fosforowych, niklowych oraz kompozytowych.

EN

The paper describes the results of studies of the structure and tribological properties of Ni–P/Al2O3 and Ni/Al2O3 composite coatings produced by chemical and electrochemical reduction method. For comparison purposes, Ni–P and Ni coatings, produced with the same process parameters as the composite coatings, were also tested. The composite coatings were deposited in an acidic bath for electroless plating and in a modified Watts bath containing 10 g/dm3 of nanometric alumina powder in both cases. Morphology and topography of the coatings’ surface was presented. The tribological properties of nickelphosphorous, nickel and composite coatings were evaluated using T-21 tribotester.

4

Korozja powłok kompozytowych na osnowie nanokrystalicznego niklu zbrojonych nanorurkami węglowymi

Popławski K., Brojanowska A., Kucharska B., Jezierska E., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 3

107--111

PL

Wielu badaczy koncentruje się obecnie na pracach nad kompozytami z nanokrystaliczną osnową metalową, a także nad kompozytami wzmocnionymi nanocząstkami [1÷3], aby zastosować je w lotnictwie, energetyce jądrowej lub przy przechowywaniu wodoru do ogniw paliwowych [4]. Celem prezentowanej pracy było zbadanie odporności korozyjnej nanokrystalicznych powłok kompozytowych na osnowie niklu wzmocnionych nanorurkami węglowymi (Ni\CNT). Istotne było uzyskanie struktury dobrze zdyspergowanych nanorurek węglowych w osnowie nanokrystalicznego niklu za pomocą standardowego sprzętu do osadzania elektrochemicznego. Procesy były modyfikowane przez zmianę parametrów, takich jak: skład kąpieli (dodatki organiczne, zawartość nanorurek), gęstość prądu czy szybkość mieszania mechanicznego, lub zastosowanie odmiennego rozwiązania technologicznego – tzw. wirującej elektrody. Zbadany został wpływ tych parametrów procesu na właściwości korozyjne kompozytu oraz na jego mikrostrukturę i topografię powierzchni. W celu określenia mikrostruktury otrzymanych powłok użyte zostały techniki mikroskopii świetlnej, skaningowej mikroskopii elektronowej, transmisyjnej mikroskopii elektronowej z dyfrakcją elektronów oraz spektroskopia Ramana. Właściwości korozyjne zbadano w 0,5 M roztworze NaCl metodami impedancyjną spektroskopią elektrochemiczną i potencjodynamiczną.

EN

Many researchers nowadays concentrate on nanocrystalline metal-matrix composites, as well as on composites reinforced by nanoparticles, to find more suited materials to be used in aviation, nuclear power plants or as a hydrogen storage for fuel cells. The aim of this paper was to investigate the corrosion resistance of nanocrystalline nickel-based composite coatings reinforced by carbon nanotubes (Ni–CNT). The goal was to obtain well immersed carbon nanotubes fully dispersed in nanocrystalline nickel matrix by using standard electrochemical deposition equipment and modify the process by changing parameters like bath composition (additives, nanotubes content), stirring rate or current density. The effect of optimization of these parameters on composite’s corrosion resistance, microstructure and surface topography was investigated. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy with electron diffraction, Raman spectroscopy and X-ray diffraction were examined to determine the microstructure of obtained coatings. Corrosion properties were examined in 0.5 M NaCl solution by potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy methods.

5

Influence of glow discharge assisted nitriding processes temperature on corrosion resistance of layers made of Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy

Brojanowska A., Borowski T., Poławski K., Sałach J., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

92--96

EN

The article presents an analysis of glow discharge assisted nitriding temperature on corrosion resistance of Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy. Nitrided layers produced in the four treatment temperatures: 700°C, 800°C, 850°C and 900°C were chosen for the testing. The tests proved an increase in corrosion resistance of nitrided layers produced at the temperature ranging from 700ºC to 850ºC (rising together with the treatment temperature rise) in comparison to the substrate material.

PL

W artykule analizowano wpływ temperatury procesu azotowania jarzeniowego na odporność korozyjną stopu tytanu Ti6Al2Cr2Mo. Do badań wybrano warstwy azotowane wytworzone w czterech temperaturach obróbki: 700°C, 800°C, 850°C i 900°C. Badania potwierdziły wzrost odporności korozyjnej warstw azotowanych wytworzonych w przedziale temperatur od 700°C do 850°C (wraz ze wzrostem temperatury obróbki) w porównaniu z materiałem podłoża.

6

Odporność korozyjna stopu tytanu Ti6Al4V azotowanego jarzeniowo na potencjale katody i w obszarze plazmy w różnej temperaturze obróbki

Brojanowska A., Popławski K., Tarnowski M., Marciniak E., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

643--646

PL

W artykule analizowano wpływ temperatury w procesie klasycznego azotowania jarzeniowego na potencjale katody i w obszarze plazmy (active screen plasma nitriding) na odporność korozyjną warstw azotowanych wytworzonych na stopie tytanu Ti6Al4V. Do badań wybrano warstwy azotowane wytworzone w dwóch procesach różniących się temperaturą obróbki – 700°C i 800°C. Stwierdzono lepszą odporność korozyjną warstw azotowanych wraz ze wzrostem temperatury obróbki. Wykazano również, że odporność korozyjna warstw azotowanych wytworzonych na stopie tytanu Ti6Al4V w procesie azotowania w obszarze plazmy różni się od odporności korozyjnej warstw uzyskanych w klasycznym procesie azotowania na potencjale katody.

EN

In the paper the influence of temperature of traditional glow discharge nitriding process (cathodic potential) and nitriding in plasma region (active screen plasma nitriding) on corrosion resistance of nitrided layers produced on Ti6Al4V titanium alloy is analyzed. Layers produced in two different nitriding process temperature – 700°C and 800°C – were investigated. Research show that corrosion resistance of nitrided layers enhanced with the process temperature. It is also shown that corrosion resistance of layers produced on Ti6Al4V titanium alloy during plasma nitriding process on cathodic potential differ from those produced during the active screen plasma nitriding process.

7

Microcrystalline and nanocrystalline nickel layers reinforced by Al2O3 particles

Kucharska B., Sobiecki J. R.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 4

232--236

EN

Nickel coatings produced by plating processes are mainly used for decorative purposes and as a material that protects the substrate from corrosion. The incorporation of a reinforcing phase of alumina in a ductile nickel matrix allows for improved tribological and corrosion properties. The aim of this study was to investigate the effect of the process parameters on the structure of Ni/Al2O3 composite layers produced by the electrochemical method. The study included composite layers of a microcrystalline and nanocrystalline Ni matrix and micrometric and nanometric particle size disperse phases of Al2O3. The layers were deposited in a Watts bath modified by a nickel grain growth inhibitor, at a current density of 5 A/dm2. In order to ensure uniform co-embedding of the disperse phase particles with the nickel matrix and to produce a stable suspension, a cationic surfactant was also used. The completed studies have shown that addition of the nickel grain growth inhibitor significantly affects the reduction of the nickel crystallite size. The particle size of alumina affects its content and distribution in the Ni/Al2O3 composite layer. Both, the grain size of the nickel, as well as the amount and type of built-in phase affect the microhardness of the examined nickel and composite layers.

PL

Powłoki niklowe wytwarzane w procesach galwanicznych stosowane są głównie w celach dekoracyjnych oraz jako materiał chroniący podłoże przed korozją. Wprowadzenie w plastyczną osnowę niklową fazy zbrojącej w postaci tlenku glinu pozwala na uzyskanie lepszych właściwości tribologicznych i korozyjnych. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu parametrów procesu na strukturę warstw kompozytowych Ni/Al2O3 wytwarzanych metodą elektrochemiczną. Badania obejmowały warstwy kompozytowe o mikrokrystalicznej i nanokrystalicznej osnowie Ni oraz mikrometrycznych i nanometrycznych wymiarach cząstek faz dyspersyjnych Al2O3. Warstwy osadzano w kąpieli Wattsa modyfikowanej zawartością inhibitora wzrostu ziaren niklu przy gęstości prądu 5 A/dm2. Aby zapewnić równomierne współosadzanie cząstek faz dyspersyjnych z osnową Ni oraz wytworzenie trwałej zawiesiny, stosowano również kationowy związek powierzchniowo czynny. Zrealizowane badania wykazały, że dodatek inhibitora wzrostu ziaren niklu wpływa znacząco na zmniejszenie wielkości krystalitów niklu. Wielkość cząstek tlenku glinu wpływa na jego zawartość i rozmieszczenie w warstwie kompozytowej Ni/Al2O3. Zarówno wielkość ziaren niklu, jak również ilość i rodzaj wbudowanej fazy mają wpływ na mikrotwardość badanych warstw niklowych i kompozytowych.

8

Biomateriały tytanowe wytwarzane metodą hybrydową łączącą proces IBSD z obróbką w warunkach wyładowania jarzeniowego

Sobiecki J. R., Rajchel B., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

248--251

PL

W artykule przedstawiono badania mikrostruktury, odporności korozyjnej, odporności na zużycie przez tarcie powłok węglowych wytworzonych metodą IBSD na stopie tytanu Ti-6Al-4V poddanym uprzednio obróbce węgloazotowania w warunkach wyładowania jarzeniowego. Wytworzone warstwy typu Ti(CN) + Ti 2N + αTi(N) charakteryzują się dobrą odpornością na korozję i wysoką odpornością na zużycie przez tarcie, a także dobrą biozgodnością. Wykazano, że metodą IBSD można wytworzyć powłokę węglową na węgloazotowanym stopie tytanu charakteryzującą się drobnokrystaliczną budową, o dobrej przyczepności do podłoża, polepszającą odporność korozyjną i zwiększającą odporność na zużycie przez tarcie stopu Ti-6Al-4V powszechnie stosowanego w medycynie. W skład powłoki wchodzi zarówno faza diamentowa, jak i grafitowa, przy czym ilość tej pierwszej oszacowano na około 40%. Jest to warstwa perspektywiczna do zastosowań medycznych z uwagi na właściwości powłok NCD i warstwy Ti(C, N) + Ti2N + αTi(N).

EN

The paper contains the research of the microstructure, corrosion resistance, wear resistance of carbon coatings produced by IBSD method on the Ti-6Al-4V titanium alloy subjected to the carbonitriding process using the glow discharge conditions. The produced layers Ti(C, N) + Ti 2N + Ti(N) type have good corrosion resistance, high wear resistance and good biocompability. It was revealed that using the IBSD method there is a possibility to obtain carbon coating of nanocrystalline structure on carbonitrided titanium alloy which has good adhesion to the substrate. The coating improves the corrosion resistance and wear resistance of the Ti-6Al-4V titanium alloy commonly used in medicine. The investigation of carbon coating showed that there are two phases: diamond phase (about 40%) and graphite phase (about 60%). Taking into the consider the layer properties of this is a perspective layer for medical applications.

9

Kształtowanie właściwości stali WCL metodą azotowania jarzeniowego

Sobiecki J. R., Popławski K., Brojanowska A., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

738-742

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań warstw azotowanych wytworzonych w procesach niskotemperaturowego azotowania jarzeniowego stali WCL w zależności od składu atmosfery gazowej. Wykazano, że odpowiednio dobierając skład atmosfery, można uzyskać warstwy dyfuzyjne lub ze strefą związków (azotki żelaza na powierzchni). W artykule przedstawiono badania mikrostruktury warstw azotowanych, twardości powierzchniowej, odporności na zużycie przez tarcie i odporności korozyjnej. Stwierdzono, że obecność strefy związków wpływa na zwiększenie twardości i odporności na zużycie przez tarcie, ale wzrost ten jest nieznaczny w odniesieniu do warstwy dyfuzyjnej bez obecności strefy związków. Oba typy warstw azotowanych wpływają na podobną, dużą poprawę odporności korozyjnej stali WCL.

EN

The paper contains the research results of the nitrided layers produced in low temperature glow discharge nitriding on WCL (X37CrMoV5-1) steel. These results depend on the composition of the gaseous mixture. Layers with and without compound layer can be obtained by changing the atmosphere composition. The article presents the microstructures, surface hardness, wear and corrosion resistance of the nitrided layers. The presence of the compound layer slightly increases the hardness and the wear resistance in comparison to diffusion layer. Both types of the nitrided layers significantly increases the corrosion resistance of this steel.

10

Kształtowanie struktury i właściwości warstw azotku chromu wytwarzanego w warunkach wyładowania jarzeniowego

Sobiecki J. R., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1234-1337

PL

Ze względu na aspekt ekologiczny proces chromowania galwanicznego zgodnie z dyrektywą Unii Europejskiej winien być zastąpiony przez inne technologie. Wytwarzanie powłok chromowych metodą elektrochemiczną wiąże się bowiem z zastosowaniem, jako głównego składnika kąpieli, trójtlenku chromu CrO3, w którym chrom na +6 stopniu utlenienia jest kancerogenny. Ponadto proces ten charakteryzuje się niską wydajnością prądową, co czyni go bardzo nieekonomicznym w przypadku wytwarzania warstw o grubości powyżej kilku mikrometrów. Dlatego poszukuje się nowych sposobów wytwarzania powłok chromowych i warstw azotku chromu, które mogą zastąpić w przyszłości szeroko stosowane powłoki chromu wytwarzane metodą elektrochemiczną. Duży aspekt praktyczny może mieć zupełnie nowa w skali światowej metoda wytwarzania powłok azotku chromu technologią hybrydową łączącą proces azotowania jarzeniowego i metodę PACVD z użyciem związków metaloorganicznych. Umożliwia ona obróbkę detali o skomplikowanych kształtach. W artykule przedstawiono mikrostrukturę i właściwości użytkowe, takie jak odporność korozyjną i odporność na zużycie przez tarcie warstw azotku chromu wytwarzanych w procesie hybrydowym polegającym na osadzaniu powłoki chromowej metodą PAMOCVD z ciekłego prekursora, jakim jest 2-etyloheksanian chromu (III) i wygrzewaniu tak wytworzonej powłoki w warunkach wyładowania jarzeniowego w atmosferze wodoru i azotu.

EN

Because of the ecological aspect the electrochemical process of obtaining chromium coatings should be replaced by other technologies. The production of chromium coating involves as the main component of the bath chromium trioxide CrO3 which is very carcinogenic. Moreover the current efficiency of this process is very low what makes it very uneconomical in order to obtain coatings several ?m thick. That is why the new method of obtaining the chromium and chromium nitride coating are searched. The new hybrid technology combining plasma nitriding and PACVD method with the use of metalorganic compounds could have the big practical aspect. This method can be applied for the details with complicated shapes. The paper presents the microstructure and useful properties like corrosion and wear resistance of chromium nitride layers produced by hybrid process which consists of first depositing of chromium coating by PAMOCVD method form liquid precursor 2-ethylheksanoate chromium (III) and then annealing so obtained coating in nitrogen and hydrogen atmosphere using the glow discharge conditions.

11

Silanizacja jako metoda poprawy adhezji powłok PLLA do gwoździ śródszpikowych – badania wstępne

Choińska E., Sobiecki J. R., Święszkowski W., Kurzydłowski K.J.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 96-98

88--92

12

Processing and Surface Properties of Based on Iron Sintered Alloys after Plasma Nitriding Treatment

Karwan-Baczewska J., Dymkowski T., Sobiecki J. R., Formański T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 2

383-389

EN

Sintered parts based on iron and alloyed powders have been widely used in automotive industry. In order to enhance surface properties of those PM (Powder Metallurgy) alloys like hardness and abrasive wear, nitriding and carbonitriding treatment are applied. One of the main problem of PM chemical heat treatment alloys is their porosity degree. In the experiments Fe-Ni-Cu-Mo and Fe-Mo sintered structural parts modified by boron were made. Boron activates the sintering process which results in their considerable consolidation in the sintering at 1200 °C for 60 min. in the atmosphere of hydrogen. The experiments are related to the production of sintered structural elements based on iron powder – NC 100,24 as well as Astaloy Mo (Fe-Mo) and Distaloy SA (Fe-Ni-Cu-Mo) modified by 0.2 wt%, 0,4 wt% and 0,6 wt% B. P/M parts were obtained by mixing powders said above, followed by compacting at 600 MPa pressure and sintered at 1200 °C during 60 minutes time in hydrogen atmosphere. Selected sintered parts were plasma nitrided at 560 °C during 4 hours time. The effect of plasma nitriding on the microstructure and surface properties of samples has been analyzed.

PL

Elementy spiekane produkowane z proszków żelaza i z proszków stopowanych znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym. Ażeby podwyższyć właściwości powierzchniowe stopów wytworzonych technologią metalurgii proszków, między innymi twardość i odporność na ścieranie stosuje się azotowanie lub węgloazotowanie. Podstawowym problemem obróbki cieplno-chemicznej spieków jest występowanie pewnego stopnia porowatości. W przeprowadzonych eksperymentach wytworzono spieki z proszków stopowanych (Fe-Ni-Cu-Mo) i (Fe-Mo) z dodatkiem boru, który aktywuje proces spiekania prowadzony w temperaturze 1200 °C, w czasie 60 min., w atmosferze wodoru i w efekcie doprowadza do znacznego zagęszczenia próbek. Wykonane eksperymenty dotyczyły otrzymywania spieków na bazie proszku żelaza – NC 100,24, proszku stopowanego Astaloy Mo (Fe-Mo) i proszku stopowanego Distaloy SA (Fe-Ni-Cu-Mo) z dodatkiem 0,2%wag., 0,4%wag. i 0,6%wag. Próbki uzyskano w wyniku mieszania w/w proszków z dodatkiem boru, następnie prasowania pod cisnieniem p=600 MPa i spiekania w temperaturze 1200 °C, w czasie 60 min., w atmosferze wodoru. Wybrane części spiekane poddano procesom azotowania plazmowego w temperaturze 560 °C, w czasie 4 godzin. W toku eksperymentów przeanalizowano wpływ azotowania plazmowego na mikrostrukturę i właściwosci powierzchniowe badanych spieków.

13

The Phenomena Occurring During the Formation of Diffusive Surface Layers on Steels Using PAMOCVD Method

Sobiecki J. R., Wierzchoń T.

Polish Journal of Chemistry

|

2009

|

Vol. 83, nr 8

1463-1470

EN

The prospects of the development of CVD methods lie in the use of organic compounds as the sources of the elements that form the surface layers in place of halides commonly used till now and in the electrical activation of the gaseous medium containing precursors of chemical reactions, which guarantees the formation of surface layers. The paper specifies the conditions under which the composite layers of the nitrided + Ti(NCO) type can be produced on high speed steel using a gaseous atmosphere of the organic titanium compound Ti(OiC3H7)4 and discusses the influence of the carbon and oxygen contents in the Ti(NCO) layer on its properties such as hardness and wear resistance. The mechanism of formation of the composite layers is also proposed.

14

Odporność korozyjna warstw wytworzonych na stali 316L w procesach niskotemperaturowego azotowania jarzeniowego

Skołek-Stefaniszyn E., Brojanowska A., Trojanowski J., Sobiecki J. R., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

nr 4-5

138-141

PL

Stal austenityczną 316L poddano procesom niskotemperaturowego azotowania jarzeniowego, w wyniku którego wytworzono warstwy zbudowane z austenitu azotowego, tzw. fazy S. Wykazano wpływ ciśnienia procesu azotowania jarzeniowego na strukturę, skład chemiczny i fazowy oraz grubość wytworzonej warstwy austenitu azotowego. Warstwy wytworzone przy wyższym ciśnieniu w komorze roboczej rzędu 4 mbar charakteryzują się mniejszą grubością, większą chropowatością powierzchni oraz mniejszą zawartością azotu w warstwie. Zapewniają jednak zwiększenie twardości stali austenitycznej przy zachowanej wysokiej odporności na korozję wżerową w 0,5 M roztworze wodnym NaCl. Obniżenie ciśnienia azotowania jarzeniowego do 2 mbar w znaczącym stopniu poprawia zarówno twardość jak i odporność korozyjną stali w roztworze zawierającym jony chlorkowe.

EN

Samples made of 316L steel were subjected to low-temperature glow discharge nitriding. The treatment produced diffusion-type surface layers composed of nitrogenexpanded austenite (known as the phase S, i.e. supersaturated solution of nitrogen in austenite). It has been shown that the structure, chemical and phase composition and thickness of the surface layer depended on the treatment pressure. The layers obtained at a higher pressure are thinner, their surface is more developed and the content of nitrogen is lower. They provide higher hardness and high pitting corrosion resistance in 0.5 M NaCl water solution. Decreasing the glow discharge nitriding pressure improves hardness as well as corrosion resistance in the solution with chlorine ions.

15

Właściwości powierzchniowe spieków po procesie azotowania jarzeniowego

Karwan-Baczewska J., Dymkowski T., Sobiecki J. R., Formański T.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2008

|

R. 53, nr 10

621-627

PL

Spiekane części konstrukcyjne produkowane na bazie proszków żelaza i proszków stopowych znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym. Ażeby podwyższyć właściwości powierzchniowe tych spieków, między innymi twardość i odporność na ścieranie stosuje się obróbkę cieplno-chemiczną między innymi: azotowanie lub węgloazotowanie. Podstawowym problemem procesów obróbki cieplno-chemicznej spieków jest występowanie pewnego stopnia porowatości. W przeprowadzonych eksperymentach wytworzono spieki z proszku żelaza i z proszków stopowanych (Fe-Ni-Cu-Mo) i (Fe-Mo) z dodatkiem boru, który aktywuje proces spiekania, doprowadza do znacznego ich zagęszczenia i uzyskania minimalnej porowatości. Przeprowadzone eksperymenty dotyczyły wytwarzania części spiekanych na bazie proszku żelaza - NC 100,24, proszku stopowanego Astaloy Mo (Fe-Mo) i proszku stopowanego Distaloy SA (Fe-Ni-Cu-Mo) z dodatkiem 0,2 %wag., 0,4 % wag. i 0,6 % wag. boru. Elementy otrzymano w wyniku mieszania proszku żelaza i proszków stopowanych z dodatkiem boru, formowania w pod ciśnieniem p = 600 MPa oraz spiekania w temperaturze t = 1200 stopni Celsjusza, w czasie 60 minut, w atmosferze wodoru. Wybrane spieki poddano procesom azotowania jarzeniowego w temperaturze 560 stopni Celsjusza, w czasie 20 godzin. Przeanalizowano wpływ azotowania jarzeniowego na właściwości powierzchniowe badanych spieków.

EN

Sintered structural parts base on iron and alloyed powders have found wide application in automotive industry. In order to enhance surface properties of these PM alloys like: hardness and abrasive wear, nitriding and carbonitriding treatment are applied. One of the main problem of PM chemical heat treatment alloys is their porosity degree. In the experiments Fe-Ni- -Cu-Mo and Fe-Mo sintered structural parts modified by boron were performed. Boron activates the sintering process and results in their considerable consolidation and sintering at 1200 degrees of Celsius for 60 min in the atmosphere of hydrogen. Experiments carried out referred to the manufacture of sintered structural elements based on iron powder - NC 100,24 as well as Astaloy Mo (Fe-Mo) and Distaloy SA (Fe-Ni-Cu-Mo) modified by 0.2 wt%, 0.4 wt% and 0.6 wt% B. P/M parts were obtained by mixing powders said above, followed by compacting at 600 MPa pressure and sintered at 1200 degrees of Celsius, during 60 minutes in hydrogen atmosphere. Selected sintered parts were ion-nitrided at 560 degrees of Celsius, during 20 hours. The effect of ion- nitriding on the surface properties of performed samples has been analyzed.

16

Azotowanie jarzeniowe żeliwa wermikularnego w aspekcie wzrostu odporności na zużycie przez tarcie

Sobiecki J.R., Wierzchoń T.

Inżynieria Powierzchni

|

2008

|

Nr 4

16-20

PL

W artykule przedstawiono wpływ azotowania w warunkach wyładowania jarzeniowego żeliwa wermikularnego na mikrostrukturę i właściwości użytkowe takie jak mikrotwardość i odporność na zużycie przez tarcie. Zastosowanie temperatury azotowania 580°C w czasie 8 godzin prowadzi do wytworzenia strefy związków o grubości około 8 žm i strefy dyfuzyjnej o grubości ponad 200 žm. Azotowanie zdecydowanie obniża zużycie Liniowe żeliwa jak również intensywność zużycia, co skutkuje podwyższeniem odporności na zużycie przez tarcie. Po procesie azotowania jarzeniowego obserwuje się kilkukrotne zmniejszenie początkowego i końcowego współczynnika tarcia. Mikrotwardość powierzchniowa wzrasta do wartości 570 HV 0,05.

EN

It is discussed in the paper glow-discharge assisted nitriding of vermicular cast iron affect the microstructure, and useful properties like microhardness and wear resistance. The application of 580°C during 8 hours of experiment results in 8 žm of compound lager and above 200 žm the diffusion zone. Plasma nitriding process significantly decreases the linear wear and the wear intensity of the substrate and increases the wear resistance. It also reduces the value of initial and final friction coefficients several limes. The microhardness increases to the 570 HV 0,05.

17

Wpływ niskotemperaturowego azotowania i węgloazotowania na zachowanie korozyjne stopu Ti6Al4V w roztworze Ringera

Brojanowska A., Ossowski M., Sobiecki J. R., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

963-967

PL

W medycynie szeroko stosowanym materiałem na implanty są stopy tytanu, głównie ze względu na ich dobrą biozgodność w środowisku ludzkich komórek i tkanek. Ograniczeniem stosowania stopów tytanu na wszczepy długookresowe jest, oprócz stosunkowo niskiej odporności na zużycie przez tarcie, zjawisko metalozy, tj. przechodzenia składników stopu do otaczającego implant środowiska biologicznego. Procesy niskotemperaturowych obróbek jarzeniowych zwiększają odporność korozyjną medycznych stopów tytanu w środowisku ludzkich tkanek i płynów ustrojowych a tym samym eliminują zjawiska metalozy. W artykule przedstawiono struktury wytworzonych warstw powierzchniowych azotowanych i węgloazotowanych wytworzonych w niskotemperaturowych procesach jarzeniowych na stopie tytanu Ti6Al4V oraz omówiono wyniki badań ich odporności korozyjnej w roztworze fizjologicznym Ringera.

EN

Titanium and its alloys are widely used in medicine. Their specific physical, chemical properties and good biocompatibility in the environment of human cells and tissues permit to apply titanium as implant material. However their use, as long-term implants is limited by the metalosis effect, the penetration of the alloy constituents into the surrounding biological environment. Lowtemperature glow-discharge processes improve corrosion resistance of medical titanium alloys in the environment of human cells and tissues by eliminate metalosis effect. The paper presents the structures of the nitrided and carbonitrided layers produced on the Ti6Al4V titanium alloy by low-temperature glow-discharge processes. Also in the paper are presented studies of the corrosion resistance of produced layers in Ringer solution.

18

Bioaktywność warstw tlenoazotowanych na stopie tytanu Ti6Al4V

Sobiecki J. R., Ossowski M., Sobczak J., Zajączkowska A., Czarnowska E., Wierzchoń T.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 77-80

86--89

19

Surface treatments of magnesium alloys

Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

740-744

EN

The magnesium and its alloys have increasingly been used in various fields of industry because of high relative strength. However this material exhibits low corrosion and wear resistance. These properties could be improved by surface engineering treatments. The paper presents the review of surface treatments which are nowadays applied to magnesium alloys. The coatings produced by chemical and electrochemical methods are described as well as conversion coatings. The article contains also the results of obtaining the titanium oxicarbonitride coatings on magnesium alloy by PACVD method using the metalorganic donor. It has been established that this coating has a hardness of 16 GPa and significantly improves the wear resistance. The optimal temperature of the process is 200°C. The produced in this condition coatings contains titanium and nitrogen in the quantity of 21% at. The oxygen and carbon are also present in the layer. The X-Ray investigation confirmed the presence of interstitial solution of Ti(N,C,0) coatings.

PL

Magnez i jego stopy są coraz częściej stosowane w wielu dziedzinach przemysłu ze względu na wysoką wytrzymałość względną. Jednakże charakteryzuje się on niską odpornością na korozję oraz na zużycie przez tarcie. Własności te można jedynie polepszyć poprzez zastosowanie obróbek powierzchniowych. W artykule przedstawiono przegląd niektórych obróbek powierzchniowych, które są obecnie stosowane w odniesieniu do stopów magnezu. Omówiono powłoki wytwarzane metodami chemicznymi oraz elektrochemicznymi jak również powłoki konwersyjne. W pracy zamieszczono także wyniki badań wytwarzania powłoki tlenowęgloazotku tytanu na stopie magnezu metodą PACVD z zastosowaniem związku metaloorganicznego. Wykazano że wytworzona powłoka charakteryzuje się twardością rzędu 16GPa i zdecydowanie zwiększa odporność na zużycie przez tarcie. Optymalną temperaturą obróbki jest temperatura 200°C. W tych warunkach postaje warstwa zawierająca w swoim składzie chemicznym obok tytanu azot w ilości 21% atomowych wraz z tlenem i węglem. Badania dyfrakcyjne potwierdziły istnienie roztworu międzywęzłowego jakim jest powłoka Ti(N,C,0).

20

Glow discharge assisted oxynitriding of titanium alloys

Sobiecki J.R., Skołek E., Wierzchoń T.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 3(13)

103-110

EN

The paper presents the results of glow discharge assisted oxynitriding of titanium alloys Ti 1 A1 I Mn and Ti6Al2Cr2Mo carried out in the N2 +air atmosphere. The oxynitrided diffusion layer is thus produced of the Ti(O,N) + Ti2N + aTi(N) type with a high hardness. The oxynitriding treatment does not spoil the high corrosion resistance of titanium alloys, especially when the treatment is conducted for longer times: after the 3h and 6h processes, the corrosion resistance only slightly decreased, whereas after the 12h process, when the Ti(ON) layer was the thickest, the corrosion resistance was comparable with that of- the untreated substrate. An increase of the process duration and, thus, of the thicknesses of the individual zones of the layer, increasingly increases the resistance of the layer to frictional wear.