Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Surface modification of aluminium - lithium alloy using prenitriding option and SixNy coating deposition

Kaczmarek Ł., Sawicki J., Kyzioł K., Siniarski D., Jonas S., Stegliński M., Kołodziejczyk Ł., Tkacz-Śmiech K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 37, nr 2

282-285

EN

Purpose: EU directive of CO2 emission reduction causes many applied technologies to become unprofitable considering environmental protection. Due to that, there is an urgent need to create new or modify existing technological solutions - especially in the field of materials engineering. One of the options to reduce CO2 emission is replacement of parts made of steel by Aluminum -Lithium alloys mainly in such branches like automotive and aircraft industry. Design/methodology/approach: Prenitriding option was carried out in low pressure plasma discharge mode, at a substrate temperature below 200şC followed by the deposition of 500 nm thick SixNy coating. Morphology and mechanical properties were compared with substrate without prenitriding treatment. Findings: In this paper, first promising results of surface treatment with the use of prenitriding option of Al-Li alloy are presented. The results showed that the wear resistance of the Al-Li alloy may be modified by application of plasma enhanced CVD [1-4]. Two different types of surface modification were applied. Research limitations/implications: In case of vehicles’ parts, subjected to wear or/and contact fatigue a use of light weight alloys gives rise to many difficulties, caused by their low surface parameters. The aluminium alloys applied for elements operated in wear contact even with the best possible mechanical properties at the moment, it is limited due to still not enough tribological properties. The research in this field may bring another reduction of vehicles total weight. Practical implications: At present, ultra light materials with high durability are elaborated for components, e.g. in automotive industry mainly to realize a light gearbox. Originality/value: Functional Gradient Coatings (FGC) was deposited below temperature which could cause destruction of “tailored” structure of the substrate.

2

Wear and fatigue resistance of vacuum carburized titanium substrates

Januszewicz B., Kaczmarek Ł., Siniarski D.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

640-641

EN

The results of investigations of wear and fatigue resistance of modified, on the way of thermo-chemical treatment, titanium Ti6A14V, Ti and Ti Beta C alloys are presented in this paper. Substrates underwent processes of vacuum carburizing and then were tested on the Til "pin on disk" tester and modified four balls apparatus for surface fatigue testing. Treated samples had typical structure for such kind of treatment, consisting of thin surface coating of TiC (up to 2 micrometers) and below, the hardened (up to 700HVs) carbon stabilized titanium alpha layers of thickness up to 100 micrometers. Such structure demonstrated excellent wear resistance in pin on disk test (comparable to nitrided steels) and the increment of fatigue resistance was observed especially for Ti6A14V substrates.

PL

W niniejszej publikacji przedstawiono wyniki badań odpornością zużycie ścierne I zmęczeniowe podłoży tytanowych Ti6A14V, Ti oraz Beta C poddanych obróbce cieplno-chemicznej. Próbki poddano nawęglaniu próżniowemu a następnie przebadano na aparacie Tli do badań odporności na zużycie ścierne metodą "pin on disk" oraz m zmodyfikowanym aparacie czterokulowym do badań powierzchniowej odporności na zmęczeniowej. Obrobione podłoża miały typową dla tego typu obróbki strukturę składającą się z powierzchniowej cienkiej (do 2 mikrometrów) powłoki węglikową TiC oraz poniżej utwardzonej, ustabilizowanej atomami węgla, warstwy Ti alfa o grubości do 100 mikrometrów. Tak zmodyfikowane podłoża wykazywały doskonałą odporność na zużycie ścierne w teście pin on disk (porównywalną do azotowanych stali) oraz podwyższona odporność na zużycie zmęczeniowe, zwłaszcza stop Ti6A14V.

3

Influence of Carburizing Gas Mixture Composition Atmosphere on the Surface Properties of Titanium Alloy - Ti6A14V

Kaczmarek Ł., Januszewicz B., Siniarski D., Kula P.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

647-649

EN

Reducing vehicle weight for reducing energy consumption, in particular mass reduction of engine parts, is one of the most important challenge in modern transport, especially in automotive and aircraft industry. Solution of this problem is possible on the way of application of titanium alloys together with advanced techniques and processes elaborated in the field of modern surface engineering. These, mentioned above, low density materials, have a significant and promising potential as a replacement for steel due to the very high specific strength, excellent corrosion resistance. However, some of its properties need improvement and are the matter of intense researches, like low wear resistance, fretting resistance that limit industrial application of such materials in friction contacts. This disadvantage can be overcame by surface modification in processes like nitriding, carburizing and their combinations. The aim of this work was to improve the titanium alloys surface properties on the way of application the low pressure carbonizing process and determine the influence of gas mixture composition on the surface properties. The improvement of surface properties of treated Ti6A14V alloy was proved by series of researches including microhardness assessment and X-ray measurement.

PL

Największym wyzwaniem przemysłu transportowego w szczególności lotniczego czy samochodowego jest redukcja ciężaru własnego pojazdu. Ma to bezpośrednie odzwierciedlenie m.in. w ograniczeniu zużycia paliwa. Rozwiązaniem tego problemu może być wykorzystanie stopów tytanu wraz z zastosowaniem nowoczesnych technik podwyższania właściwości warstwy wierzchniej. Wspomniane wyżej stopy tytanu stanowią potencjalny materiał, który może zastąpić powszechnie stosowane stopy żelaza. Wynika to głównie z wysokiej wytrzymałości właściwej oraz wyjątkowej odporności na korozję. Jednak materiały te nie są pozbawione wad. Do głównych zalicza się niska odporność na zacieranie oraz niską odporność na Fetting, co znacząco ogranicza ich zastosowanie jako materiały pracujące w styku ciernym. Wady te mogą być częściowo zniwelowane poprzez zastosowanie obróbki powierzchniową na drodze azotowania, nawęglania czy azotonawęglania. Celem tego artykułu było podwyższenie właściwości warstwy wierzchniej stopu Ti6A14V poprzez zastosowanie metody nawęglania próżniowego i określenie wpływy atmosfery nawęglającej na właściwości tej powierzchni. Do oceny właściwości warstwy wierzchniej przeprowadzono badania składu fazowego oraz rozkładu mikro twardości.

4

Możliwości technologiczne uniwersalnych pieców próżniowych

Januszewicz B., Kula P., Rzepkowski A., Rzepkowski A., Siniarski D.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

151-155

PL

Przedstawiono możliwości wykorzystania uniwersalnych pieców próżniowych dla realizacji obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej i powierzchniowej elementów maszyn, urządzeń i pojazdów w hartowniach usługowych, głównie przy krótkoseryjnym, kooperacyjnym charakterze świadczenia usług technologicznych. Podjęto dyskusje nad krytycznymi parametrami hartowania w gazach obojętnych pod wysokim ciśnieniem, podstawowymi problemami obróbki cieplno-chemicznej pod obniżonym ciśnieniem wyrobów stalowych. Omówiono standardowe i opcjonalne wyposażenie uniwersalnych pieców próżniowych oraz wskazano na nowe potencjalne obszary wykorzystania tych urządzeń dla utwardzania powierzchniowego stopów tytanu.

EN

The possibilities of utilization the universal vacuum furnaces for heat, thermo-chemical and surface treatments of parts of machines, devices and vehicles at hardening shops mainly in short-serial, cooperative character of rendered services .are presented in this paper. The critical an uenching parameters in case of inert gases under high pressures are under discussion as well as basi ar problems of thermo-chemical treatment under low pressures of steel elements. The standard and optional e cu uipment of universal vacuum furnaces is discussed and the new, potential areas of application of these installations for surface harde a ng of tita en um alloys.

5

Dyfuzja azotu i węgla podczas przemian faz węglikowych w węglikoazotkowe

Siniarski D., Klimek L.

Inżynieria Materiałowa

|

2005

|

Vol. 26, nr 5

474-476

PL

W pracy przedstawiono model dyfuzji azotu i węgla podczas azotowania stali NC11, pokazujący zjawiska zachodzące podczas przemian węglików chromu typu Cr7C3. Wykonano symulacje procesu azotowania stali NC11 dzięki czemu uzyskano model kontrolowanej dyfuzji przemiany złożonego węglika chromu w węglikoazotek Weryfikacje modelu numerycznego wykonano w oparciu o badania z wykorzystaniem mikroanalizy rentgenowskiej. Przeprowadzone eksperymenty numeryczne pozwoliły na opracowanie modelu dyfuzji węgla i azotu oraz przemiany węglików chromu w węglikoazotek.

EN

The diffusion model of the nitrogen and carbon during nitriding of NC11steel is presented in this paper. This model depicts the phenomena taking place during transformation of the carbide of type Cr7C3. The simulation of the nitriding process of NC11 steel was performed and due to it the model of diffusion-controlled transformation of the complex chromium carbide into nitrocarbide was obtained. The verification of the numerical model was done on the basis of the X-ray microanalysis researches. The numerical experiments allowed the elaboration of the model of nitrogen and carbide diffusion and the chromium carbide-chromium nitrocarbide transformation.

6

Nawęglanie próżniowe - technologia i urządzenia przyszłości.

Kołodziejczyk Ł., Kula P., Olejnik J., Rzepkowski A., Rzepkowski A., Siniarski D.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

202-207

PL

W oparciu o analizę technicznych i ekonomicznych walorów nawęglania próżniowego z hartowaniem w gazach obojętnych wykazano nieuchronność zastępowania nim w praktyce przemysłowej tradycyjnych technologii nawęglania. Przedstawiono rezultaty prac badawczo-rozwojowych i wdrożeniowych w zakresie oryginalnej metody nawęglania próżniowego, urządzeń do jej realizacji oraz oprogramowania do modelowania parametrów procesu.

EN

Taking into account the analysis of technical and economic advantages of vacuum carburizing with quenching in inert gases, it has been proved, that it is necessary that this method replaces traditional carburizing technologies in industrial practice. The results of research and development as well practical works in the range of original vacuum carburizing method, devices for its into practice and computer software for modeling process parameters are presented.

7

The model of heat conduction through boundary of non-isostructural multilayers coatings.

Kula P., Siniarski D.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

508-510

EN

In the paper the heat conductivity model of interlayer boundaries of non-isostructural multilayer coatings has been described. This model is an essential part of heat conductivity model of multilayer coatings which will be presented in the separate publication. The model is based on the assumption that the main factor influencing the heat conductivity coefficient is fonons and electrons dispersion on the boundary edges. Considering substantial boundaries thickness the assumption that the boundary is a zone with different physical properties from sublayers was made. In this work the example of the influence of the structure on the heat conductivity coefficient of TiN/Ti and V/Ti coatings interlayer boundaries has been shown.

PL

W pracy przedstawiono model przewodzenia ciepła granic międzywarstwowych nieizostrukturalnych powłok wielowarstwowych. Model ten stanowi istotną część modelu przewodzenia ciepła powłok wielowarstwowych, który zostanie zaprezentowany w osobnej publikacji. Model opiera się na założeniu, że głównym czynnikiem wpływającym na wartość współczynnika przewodzenia ciepła, jest rozpraszanie fononów i elektronów na brzegach obszaru granicy. Z uwagi na znaczne grubości granic międzywarstwowych przyjęto, że granica międzywarstwowa stanowi strefę o odmiennych od podpowłok właściwościach fizycznych. W pracy przedstawiono przykład wpływu budowy strukturalnej na wartość współczynnika przewodzenia ciepła granic międzywarstwowych powłok typu TiN/Ti oraz V/Ti.

8

The application of numerical model in designing of vacuum carburizing.

Kula P., Kołodziejczyk Ł., Siniarski D., Krasiński A., Górecki M.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

511-513

EN

In the paper the results of carburized layers depth investigation, based on real carburizing processes and numerical carburizing model simulation, were presented. Obtained results taking in account assumed numerical model, demonstrates good agreement with experimental investigations.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań grubości warstw nawęglonych oparte na rzeczywistych procesach przeprowadzonych na stanowisku do nawęglania próżniowego oraz symulacji numerycznego modelu nawęglania. Otrzymane w oparciu o założony model numeryczny wyniki pokazują dużą zgodność z weryfikacją doświadczalną.

9

Postęp w technologii nawęglania

Kula P., Rzepkowski A., Siniarski D., Krasiński A., Górecki M.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 3

101-105

PL

Na podstawie przeglądu literatury światowej oraz własnych prac badawczych przeanalizowano stan aktualny oraz perspektywy rozwoju nowoczesnych technologii nawęglania próżniowego i jonowego w połączeniu z hartowaniem w gazach o podwyższonym ciśnieniu. Porównano cechy charakterystyczne technologii nawęglania gazowego i próżniowego. W pracy przedstawiono podstawowe mechanizmy rządzące procesami termicznego rozpadu gazów węglonośnych stosowanych w technologiach próżniowych. Przeanalizowano podstawowe problemy techniczne nawęglania i chłodzenia wsadu w piecach i agregatach próżniowych jedno- i wielokomorowych. Omówiono również istotę procesu nawęglania jonowego oraz jego zalety w porównaniu z innymi technologiami nawęglania.

EN

The state of the art and the perspectivities of modern vacuum and ionic carburizing in connection with quenching in gases of elevated pressure were analyzed on the base of world papers review and own experience. The characteristics of gas carburizing and vacuum carburizing technologies were compared. The basic mechanism that rule the thermal decomposition of hydrocarbons used in vacuum technologies are shown. The basic technical problems of carburizing and cooling the charge in vacuum, one and multichamber furnaces and sets were analyzed. The essences of ionic carburizing and its advantages in comparison other carburizing technologies were discussed.

10

Pomiar współczynnika przewodzenia ciepła twardych powłok jedno- i wielowarstwowych metodą kamery zmiennotemperaturowej.

Kula P., Jakubowski K., Siniarski D.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

499-502

PL

W pracy przedstawiono wyniki aktualnie prowadzonych badań zmierzających do opracowania metody pomiaru współczynnika przewodnictwa cieplnego twardych powłok mono i wielowarstwowych. Metoda kamery zmiennotemperaturowej opiera się na bezkontaktowym, pośrednim pomiarze temperatury powierzchni próbki przez pomiar parametru sieci krystalicznej metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich. Próbka w trakcie pomiaru znajduje się w kamerze zmiennotemperaturowej, dzięki czemu możliwe jest kontrolowanie ilości ciepła do niej dostarczanego. Analiza i interpretacja uzyskanych doświadczalnie wyników odbywa się przez porównanie z matematycznym modelem przepływu ciepła przez kamerę zmiennotemperaturową i próbkę. W pracy zamieszczono wyniki pomiarów i symulacji komputerowych przepływu ciepła przez powłoki mono i wielowarstwowe wykonane metodą łukową na podłożu z żelaza Armco. Opracowany model numeryczny pomocny będzie przy projektowaniu twardych powłok odpornych na zużycie na narzędzia skrawające.

EN

In this paper the result of present works that aim to formulate a model to measure the thermal conduction coefficient of hard multilayer coatings, are presented. The variable-temperature camera method is based on the non-contact, indirect temperature measurement of sample's surface by the measuring the lattice parameter with use of X-ray diffraction. The specimen during measurement is placed inside the camera, what allows control the amount of supplied heat. The analysis and interpretation of the obtained result goes on by the comparison to the mathematical model of heat transfer through variable-temperature camera and sample. The results of measurements and computer simulation of heat transfer through the mono and multilayers coatings deposited by Arc-PVD method on the ARMCO substrates are discussed in the present paper. The elaborated numerical model will be helpful to project the hard, wear resistant coatings for cutting tools.