Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Regeneracja zaworów silników okrętowych metodą napawania plazmowego

Smoleńska H., Kończewicz W., Łabanowski J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2011

|

R. 83, nr 9

73-78

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie procesu napawania plazmowego (PTA) do regeneracji zużytych przylgni zaworów wylotowych okrętowych silników Diesla. Zużyte zawory, po odpowiedniej selekcji, poddano obróbce skrawaniem w celu nadania odpowiedniego kształtu powierzchni przylgni, a następnie poddano procesowi napawania plazmowego z wykorzystaniem trzech rodzajów proszków na bazie kobaltu. Wybrane proszki charakteryzowały się wysoką zawartością chromu (ok. 30%), niską zawartością niklu (ok. 2%) oraz różnymi zawartościami wolframu (ok. 5-9%). Napawanie zostało przeprowadzone automatycznie za pomocą urządzenia do napawania plazmowego proszkowego EUTRONIC GAP 200 firmy CASTOLlN. Po napawaniu zastosowano obróbkę skrawaniem w celu nadania wymaganej geometrii oraz gładkości powierzchni. Wykonano badania metalograficzne oraz pomiary mikrotwardości na powierzchni przylgni oraz na przekroju poprzecznym prostopadłym do powierzchni napoiny. Wytworzone warstwy wykazują budowę dendrytyczną, składającą się z roztworu stałego (zawierającego głównie kobalt, żelazo i nikiel) oraz eutektyki węglikowej (bogatej w wolfram, chrom i krzem). Warstwy wykonane z proszku o większej zawartości wolframu wykazały większą twardość na przekroju poprzecznym napoiny. Zastosowanie takiej metody regeneracji zaworów może wydłużyć czas ich eksploatacji.

EN

The paper examines the application of plasma transfer arc (PTA) hard-facing to regenerate the exhaust valve face used marine diesel engines. Worn jumper, after appropriate selection, were machined in order to give proper shape of face of wear surface and then PTA hard-facing using three types of cobalt-based powders. Selected powders were characterized by a high content of chromium (30%), a low content of nickel (about 2%) and different contents of tungsten (about 5-9%). Welding was performed automatically using the Castolin EUTRONIC GAP 200. After hard-facing process, machining gives the desired geometry and surface quality. Study was carried out metallographic and microhardness measurements on the face of wear surface and the cross-section perpendicular to the surface of weld metal. A dendritic structure consisting of a solid solution (mainly with cobalt, iron and nickel) and the eutectic carbide (rich in tungsten, chromium and silicon) are observed in the layers. The layers are made of powder with a higher tungsten content show higher hardness on cross-section of weld metal. Using this method of valves regeneration can extend their lifetime.

2

Regeneracja zaworów silników okrętowych metodą napawania laserowego

Smoleńska H., Kończewicz W., Łabanowski J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2011

|

R. 83, nr 9

27-31

PL

Analizowano możliwości zastosowania napawania laserowego proszkiem na bazie kobaltu przylgni zaworu wylotowego okrętowego silnika Diesla. Po przygotowaniu przez obróbkę skrawaniem, wyselekcjonowane zawory poddano napawaniu laserowemu z wykorzystaniem lasera wysokiej mocy ROFIN DL020. Do napawania użyto proszku EuTroLoy 16012. Jeden z zaworów został pocięty i poddany badaniom metalograficznym oraz pomiarom twardości, a pozostałe zawory zostały zainstalowane w silniku okrętowym, w którym pracowały przez ok. 3000 h. Badania przeprowadzone dla stanu wyjściowego wykazały typową strukturę dendrytyczną napoiny, charakterystyczną dla warstw napawanych, z równomiernie rozłożonymi wydzieleniami węglików w obszarach międzydendrytycznych oraz w minimalnym stopniu zmienioną strukturę w podłożu stalowym. Analogiczne badania wykonano dla zaworów po okresie eksploatacji. Przylgnie zaworów wykazywały niewielkie efekty zużycia. W mikrostrukturze napoiny stwierdzono nieznaczne zmiany spowodowane głównie efektami procesów dyfuzyjnych zachodzących w temperaturze pracy oraz spadek twardości. Technika napawania laserowego okazała się bardzo przydatna do regeneracji zaworów silników okrętowych.

EN

We analyzed the applicability of cobalt-based powder laser hard-facing of exhaust valve face of marine diesel engine. After preparation by machining, using of high-power Rofin DL020 laser selected valves were hard-facing. The EuTroLoy 16012 powder were used. One of the valves were cut and subjected to metallographic examinations and hardness measurements, while the other valves were assembled in the engine, which worked for about 3000 h. The tests conducted for the baseline showed a characteristic for surfaced layers dendritic structure of the overlay with carbides uniformly deposited in interdendritic areas and minimally changed the structure of the substrate steel. A similar study conducted for the valves after the operation. Valves face showed a little effects of wear. The microstructure of the deposit was found mostly minor changes due to the effects of diffusion processes occurring in the operating temperature and a decrease of hardness. Laser hard-facing technique has proven very useful for the regeneration of marine engine valves.

3

Wpływ czasu i temperatury utleniania na napawane warstwy ze stopu kobaltu

Smoleńska H.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 6

306-307

PL

Badano wpływ czasu utleniania na strukturę i skład chemiczny warstw ze stopu kobaltu wytworzonych metodą napawania laserowego. Do napawania użyto proszku o wysokiej zawartości chromu i średniej zawartości wolframu. Utlenianie przeprowadzono w temperaturze 1100°C w czasach od 15 minut do 50 godzin. Porównano uzyskane wyniki ze skutkami utleniania w temperaturze 750°C w czasie 200 godzin. Stwierdzono postępującą degenerację materiału napoiny, chociaż nie jest to proces niszczenia katastrofalnego.

EN

The influence of the oxidation time on the microstructure and chemical composition of the cobalt base laser clad layers was investigated. The powder used for cladding process contained high amount of chromium and medium amount of tungsten. The oxidations were carried on at 1100°C for times from 15 minutes to 50 hours. The effects were compared to results of oxidation at 750°C for 200 hours. The progressive degeneration was confirmed however it was not catastrophic process.

4

Study on structures and properties of the laser cladding exhaust valve after service

Kończewicz W., Krużycki P., Smoleńska H.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 3

211-216

EN

The cobalt base laser cladding layers which were built up on the exhaust valve head face of the heavy loaded marine diesel engine have been investigated. The valve head with cladded face were served successfully for 3000 hours in the engine of the Dar Młodzieży. After removing from the valve head from the cylinder head the face surface were fully inspected. The surface topography and roughness were evaluated. Microstructure on the cross section of the clad layer were analyzed using Scanning Electron Microscope (SEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS. Also microhardness of the clad layer was measured. The service conditions resulted with the formation of the scale which had different thickness and tended to cracking and spalling. The microstructure of the clad layers after service did not demonstrated serious degradation process. The decrease of the hardness numbers was observed but still clad layer presented higher hardness than steel base. This type of clad layer underwent intensive laboratory examinations which contained oxidation experiments at different temperatures and corrosion in exhaust gases, long time exposition in laboratory engine and in the end 3000 hours successfully service on the ship. After such experience laser cladding cobalt base layers may be recommended as a useful solutionfor both prolongs of the service life and a method of the regeneration of the slightly used valve heads is suitable for practical applications.

5

The elevated temperatures influence on the cobalt base cladding layer

Smoleńska H.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

366-368

EN

Purpose of this paper is to evaluate the microstructure, chemical composition and mechanical properties of the clad layers made of the cobalt base powder which were undergone oxidation studies in air at 850, 950 and 1100°C for 200 hours. The layers were made by cladding technique. Cladding was conducted by Plasma Transformed Arc method. The performance of the hardfaced materials were evaluated by microstructure (light and scanning electron microscope SEM), chemical and XRD analysis and microhardness measurements. For all the cases the presence of the scales were observed. The lower temperature of oxidation (850°C) does not influence significantly on the structure in the depth of the clad however dendrites became more regular and coarsening of interdenritic regions were noticed. The higher temperatures resulted in thicker scale layers, partially spalled and in degradation of the surface part of the clad. Microhardness measurements revealed in the outer surface sublayer with thickness of about 0.3 mm significant decrease of hardness. This observation was correlated with the microstructural changes, i.e. the disappearance of carbides in the interdendritic region and their replacement by Cr oxide.

PL

W artykule przedstawiono ocenę zmian mikrostrukturalnych, chemicznych i mechanicznych napawanych warstw wykonanych ze stopu na bazie kobaltu i poddanych utlenianiu w powietrzu w temperaturze 850, 950 i 1100°C przez 200 godzin. Warstwy napawane były metodą plazmową (PTA). Analizowano zmiany w mikrostrukturze (mikroskop świetlny i skaningowy mikroskop elektronowy), składzie chemicznym, składzie fazowym (XRD) oraz mikrotwardości warstw. We wszystkich przypadkach na powierzchni powstawały warstwy zgorzeliny. Utlenianie w najniższej temperaturze nie powodowało znaczących zmian w mikrostrukturze napoiny. Wyższa temperatura prowadziła do powstawania grubszej zgorzeliny, częściowo odpadającej i znacznej degradacji wierzchniej warstwy napoiny. Pomiary mikrotwardości warstwy napawanej wykazały znaczący spadek twardości zewnętrznej warstwy napoiny o grubości ok. 0,3 mm. Potwierdza to zaobserwowane zmiany mikrostrukturalne - m.in. zanik węglików w obszarach międzydendrytycznych i ich zastąpienie przez tlenek chromu.

6

Failure analysis of the exhaust valve face in diesel marine engine

Smoleńska H., Kończewicz W.

Advances in Materials Science

|

2010

|

Vol. 10, nr 2(24)

11-18

EN

The exhaust valve from marine diesel engine which was damaged after 2000 hours of service was investigated. In order to prolong the service time the valve face was cladded with cobalt base alloy using laser technique. After failure microstructural and chemical analyses reviled that cladding process was conducted improperly. The chemical composition of the clad layer was far from the designed one and what more completely inhomogeneous. As a result the valve presented different properties in different regions which led to premature failure.

7

Behaviour of the exhaust valve cladding face under the service conditions

Kończewicz W., Smoleńska H.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 1

265-271

EN

During the ship engine operation one of the key problems is the exhaust valve durability. A special interest is in valve head face because this narrow part of the valve is responsible for tightness. Cobalt base laser cladding layer on the exhaust valve head face have been investigate under real service condition using the laboratory two-stroke diesel engine L22 for two years. During this time the engine was fuelling with both ordinary light fuel and biodiesel fuel. After removing from the valve head from the cylinder head the face surface were fully inspected optically. There were no damages and the surface was shining in the great deal however some dark "spots " on it. The samples made of the used valve head underwent microstructural investigation and hardness measurements. There were no observed substantial microstructural changes neither in the surface of the layer nor in the bulk of the clad. The decrease of the hardness numbers was observed but still clad layer presented higher hardness than steel base. This type ofclad layer underwent intensive laboratory examinations which contained oxidation experiments at different temperatures and corrosion in exhaust gases and with the present service experiment this method of valve head hard facing is suitable for practical applications.

8

Microstructure and properties of the cobalt base clad layers after long time service

Smoleńska H., Kończewicz W.

Advances in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, nr 4(22)

15-20

EN

The cobalt base laser cladding layers were investigated after two years of service in two laboratory diesel engines. The microstructures of the clads after service did not demonstrated serious degradation process. Chemical compositions of the used layers and changes in hardness were described. These sorts of layers are suitable for long time service with out substantial damages.

9

The resistance investigation of the marine engine exhaust valve using the modelling chamber

Kończewicz W., Smoleńska H.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 4

255-262

EN

At contemporary technical designs, many equipment and installation are working for a long time and under complex environmental which include mechanical, thermal and chemical loadings. Before the new technical design is accepted for work, it must be carefully investigated in order to evaluate its usefulness for real need. During the ship engine operation, one of the key problems is the exhaust valve durability. A special interest is in valve head face because this narrow part of the valve is responsible for tightness. Very often, the durability of the valve is not sufficient in spite of using heat treated high alloy steels. Surfacing the seat face with different techniques and different resisting materials can increase the durability of valves and also can be useful to repair worn components. Because the ship engine valves are the example of the parts, which are highly mechanical, and chemical loaded and subjected for long service life, the design of the special examination chamber seems to be useful. At this station, the clad layer made by different techniques and from different cladding materials are undergo exhaust gases corrosion and elevated temperature is the factor which accelerates process. In this paper the schematic diagram of the modeling chamber and some results of the investigation are presented. There are comparisons of the microstructure and hardness of the worn valve heads from the real working engine and samples, which were exposed in the chamber. The metallographic method of the analyse and microhardness measurements were used.

PL

We współczesnej technice szereg części urządzeń i instalacji pracuje w długich okresach czasu i w złożonych warunkach obciążenia mechanicznego, termicznego i chemicznego. Próby wprowadzenia nowych rozwiązań technicznych muszą być poprzedzone szczegółowymi badaniami, które stwierdzą przydatność do konkretnych zastosowań. Problemem występującym w przemyśle okrętowym, a dokładniej w procesie eksploatacji silników okrętowych jest trwałość jednego z kluczowych elementów tj. zaworów wylotowych. Z punktu widzenia eksploatacji największą uwagę poświęca się wąskiej powierzchni przylgni zaworu, której dokładność dopasowania decyduje o jego szczelności. Pomimo stosowania stali wysokostopowych obrobionych cieplnie trwałość zaworów jest często niewystarczająca. Aby zwiększyć ich trwałość stosuje się pokrycie przylgni stopami charakteryzującymi się większą odpornością w wyżej wymienionych warunkach pracy. Stopy i technologie powinny także umożliwiać nie tylko wytwarzanie warstw na nowych zaworach, ale także umożliwiać ich regenerację. Ponieważ zawory silników okrętowych są przykładem części silnie obciążonych zarówno mechanicznie jak i chemicznie a czasy ich eksploatacji liczy się w tysiącach godzin stąd pożyteczne wydaje się zastosowanie specjalnie zaprojektowanej komory, w której wykonane różnymi metodami warstwy będą podlegać oddziaływaniu spalin, a podwyższona temperatura będzie dodatkowym czynnikiem przyspieszającym proces degradacji. Jednakże istotna jest ocena na ile przyspieszone procesy w komorze odpowiadają rzeczywistym procesom degradacji. W pracy przedstawiono schemat komory modelowej oraz wyniki badań dla zaworów poddanych korozji w komorze oraz ich porównanie ze zużytymi zaworami po eksploatacji w silniku okrętowym podczas normalnej eksploatacji. Do badań wykorzystano metody badań metalograficznych oraz pomiary mikrotwardości.

10

The resistance investigation of the marine engine exhaust valve using the modelling chamber

Kończewicz W., Smoleńska H.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 2

199-206

EN

At contemporary technical designs, many equipment and installation are working for a long time and under complex environmental which include mechanical, thermal and chemical loadings. Before the new technical design is accepted for work it must be carefully investigated in order to evaluate its usefulness for real need. During the ship engine operation one of the key problems is the exhaust valve durability. A special interest is in valve head face because this narrow part of the valve is responsible for tightness. Very often the durability of the valve is not sufficient in spite of using heat treated high alloy steels. Surfacing the seat face with different techniques and different resisting materials can increase the durability of valves and also can be useful to repair worn components. Because the ship engine valves are the example of the parts which are highly mechanical and chemical loaded and subjected for long service life, the design of the special examination chamber seems to be useful. At this station, the clad layer made by different techniques and from different cladding materials are undergo exhaust gases corrosion and elevated temperature is the factor which accelerates process. In this paper the schematic diagram of the modeling chamber and some results of the investigation are presented. There are comparisons of the microstructure and hardness of the worn valve heads from the real working engine and samples which were exposed in the chamber. The metallographic method of the analyse and microhardness measurements were used.

PL

We współczesnej technice szereg części urządzeń i instalacji pracuje w długich okresach czasu i w złożonych warunkach obciążenia mechanicznego, termicznego i chemicznego. Próby wprowadzenia nowych rozwiązań technicznych muszą być poprzedzone szczegółowymi badaniami, które stwierdzą przydatność do konkretnych zastosowań. Problemem występującym w przemyśle okrętowym, a dokładniej w procesie eksploatacji silników okrętowych jest trwałość jednego z kluczowych elementów tj. zaworów wylotowych. Z punktu widzenia eksploatacji największą uwagę poświęca się wąskiej powierzchni przylgni zaworu, której dokładność dopasowania decyduje o jego szczelności. Pomimo stosowania stali wysokostopowych obrobionych cieplnie trwałość zaworów jest często niewystarczająca. Aby zwiększyć ich trwałość stosuje się pokrycie przylgni stopami charakteryzującymi się większą odpornością w wyżej wymienionych warunkach pracy. Stopy i technologie powinny także umożliwiać nie tylko wytwarzanie warstw na nowych zaworach, ale także umożliwiać ich regenerację. Ponieważ zawory silników okrętowych są przykładem części silnie obciążonych zarówno mechanicznie jak i chemicznie a czasy ich eksploatacji liczy się w tysiącach godzin stąd pożyteczne wydaje się zastosowanie specjalnie zaprojektowanej komory, w której wykonane różnymi metodami warstwy będą podlegać oddziaływaniu spalin, a podwyższona temperatura będzie dodatkowym czynnikiem przyspieszającym proces degradacji. Jednakże istotna jest ocena na ile przyspieszone procesy w komorze odpowiadają rzeczywistym procesom degradacji. W pracy przedstawiono schemat komory modelowej oraz wyniki badań dla zaworów poddanych korozji w komorze oraz ich porównanie ze zużytymi zaworami po eksploatacji w silniku okrętowym podczas normalnej eksploatacji. Do badań wykorzystano metody badań metalograficznych oraz pomiary mikrotwardości.

11

Gas corrosion influence on the exhaust valve face of the marine engine

Kończewicz W., Daszczyk A., Smoleńska H.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 4

245-253

EN

The main factor, which influences on the proper work of the marine engine, is the valve tightness. Especially in the case of the exhaust valve, lack of the tightness leads to the worsening of the combustion process and above all causes the acceleration of the valve destruction by the valve face degradation. The valve head is mating with the face of the valve seat and they make cyclic tight contact during the engine run. The valve seat is placed in the cylinder head, which is cooled with water so the work conditions of the seat and head are different. When the exhaust valve is open the outlet of the hot exhaust products of combustion can change extremely properties of the materials of the face surface. It can lead to the geometrical changes as a result of mechanical forces and exhaust gases. The indicators of those changes are shape deviation and roughness. During the service time because those changes take place at non uniform way because of complex co-operation in the hot and aggressive gas atmosphere. In this paper some examples of the roughness measurements were presented. The measurements were taken for the valve face for a new ones (made from steel and with clad layer) and after exposition for aggressive environment in the engine and during oxidation in ambient air. The results of the straightness and roughness measurements confirm the environmental degradation of the valve face.

PL

Istotnym czynnikiem wpływającym na poprawność funkcjonowania silnika okrętowego jest szczelność zaworów. Szczególnie w odniesieniu do zaworów wylotowych brak szczelności prowadzi do pogorszenie warunków spalania a przede wszystkim do przyspieszonego zniszczenia zawory poprzez uszkodzenia przylgni. Przylgnia grzybka zaworowego współpracuje z przylgnią gniazda zaworowego tworząc cykliczny szczelny kontakt stykowy w trakcie pracy silnika. Przylgnia gniazda jest osadzona w głowicy zaworowej chłodzonej wodą więc warunki jej eksploatacji są odmienne od warunków pracy grzybka zaworowego. Faza otwarcia zaworów wylotowych w której dochodzi do wylotu gorących produktów spalania paliwa z tulei cylindrowej doprowadza do ekstremalnych zmian własności materiału z którego wykonana jest przylgnia grzybka co następnie wpływa na zmiany struktury geometrycznej powierzchni przylgni w trakcie styku z powierzchnią gniazda pod wpływem dużych sił od ciśnienia sprężanego powietrza oraz spalin. Wskaźnikami zmian struktury geometrycznej powierzchni przylgni grzybka zaworowego są odchyłki kształtu oraz parametry chropowatości powierzchni. W trakcie eksploatacji grzybka zmiany stanu przylgni zachodzą nierównomiernie co potwierdza złożoność współpracy w gorącym agresywnym środowisku gazów. W pracy przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów dla przylgni w stanie wyjściowym, po pracy w silniku badawczym i po utlenianiu w spokojnym powietrzu oraz wynikające stąd wnioski Pomiary prostoliniowości tworzącej stożka kształtującej przylgnię oraz parametrów chropowatości eksploatowanego grzybka potwierdzają degradacyjny wpływ środowiska na jej stan.

12

Wpływ utleniania w wysokich temperaturach na struktury napawanych warstw na bazie kobaltu

Smoleńska H.

Advances in Materials Science

|

2008

|

Vol. 8, nr 2(16)

77-83

PL

Przedmiotem badań są napawane plazmowo warstwy wykonane ze stopu kobaltu zawierające ok. 29% chromu, ok. 5% wolframu i ok. 2% niklu, nałożone powierzchnie przylgni grzybków zaworów wylotowych silnika dieslowskiego. Powierzchnia podlega zarówno oddziaływaniom temperatury i środowiska, jak i oddziaływaniom mechanicznym. Podczas badań warstwy poddano oddziaływaniu środowiska utleniającego i wysokich temperatur: 750°C- górna w normalnej pracy, 850°C i 1100°C -skrajnie wysoka. Czas utleniania, 200 godzin, powinien być wystarczający dla zaobserwowania znaczących zmian. Zaobserwowane zmiany w mikrostrukturze i składzie chemicznym oraz łuszczenie się zgorzeliny nie zmniejszają jednak własności ochronnych napoin nawet w wysokich temperaturach. Samoistne uzupełnianie ubytków warstwy tlenkowej jest szczególnie cenne w warunkach pracy cyklicznej.

13

Effects of the Time and Temperature on the Oxide Scale Formed on the Cobalt Alloys

Smoleńska H.

Advances in Materials Science

|

2008

|

Vol. 8, nr 3(17)

32-37

EN

The cobalt base PTA (Plasma Transferred Arc) clad layers were investigated under different temperature and time of oxidation. The microstructure of the clads after oxidation demonstrated degradation process which led to the decomposition of the dendrite boundaries. Chemical compositions of the formed scales were depending on the oxidation temperature, chemical composition of the alloy, especially small addition of the silicon, and time of the exposition.

14

Effect of tungsten content on the corrosion resistance of the cobalt base PTA cladding layers

Kończewicz W., Smoleńska H.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 2

247-252

EN

The cobalt base PTA cladding layers which were built up on the exhaust valve head face of the heavy loaded marine diesel engine have been investigated. The layers were produced from three sort of the powders of different tungsten amounts (4.9, 5.3 and 9 wt. %). Multilayer cobalt base clads after turning and grinding underwent the treatment at the high temperature and different aggressive atmospheres. The oxidation at 650 centigrade for 100 hours and corrosion in exhaust gas condition at temperature about 700 centigrade for similar times were investigated. In order to describe the influence of tungsten on clads properties the cross sections microstructures were observed both close to the surface and to the steel/clad interface as clad and after corrosion, the distribution maps of the alloying elements and chemical microanalysis of the different regions and conditions were performed and also micro hardness distributions were made. It was found that different amount of tungsten did not influence significantly on the microstructure neither as clad state nor after corrosion treatment. However the higher tungsten amount resulted in higher hardness of the layer.

PL

Badaniom poddano napawane plazmowo warstwy wytworzone na powierzchni przylgni zaworów wylotowych silnie obciążonych silników Diesla stosowanych w okrętownictwie. Jako materiał do napawania zastosowano trzy rodzaje proszków wykonanych ze stopów na bazie kobaltu i chromu zawierających różne ilości wolframu (4.9, 5.3 i 9% masowych). Wykonane napoiny wielowarstwowe po odpowiednim przygotowaniu poddano działaniu podwyższonej temperatury i środowisk korozyjnych. Badania przeprowadzono w powietrzu - utlenianie w temperaturze 650 C przez 100 godzin i w środowisku spalin w temperaturze ok. 700 C w zbliżonym czasie. Dla określenia wpływu zwartości wolframu na własności warstw napawanych przeprowadzono badania mikrostruktury na przekroju warstw po napawaniu i po korozji, określono mapy rozkładu pierwiastków w strefie przypowierzchniowej napoin w na granicy napina podłoże stalowe, określono składy chemiczne w mikroobszarach w różnych rejonach napoin dla poszczególnych stanów warstwy oraz zmierzono mikrotwardość na przekroju warstwy w różnych stanach. Stwierdzono, że różnice w składzie chemicznym proszków nie wpływają w sposób znaczący na strukturę warstwy ani w stanie wyjściowym ani po korozji w różnych środowiskach gazowych. Natomiast obserwuje się wyższą twardość warstw wykonanych z proszku o wyższej zawartości wolframu.

15

High temperature corrosion of the cobalt base clad layers

Smoleńska H.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 2(12)

254-263

EN

Cobalt base clad layer underwent oxidation at 650° C and 750° C and corrosion in exhaust gases. The oxidation processes were run in two different ways; isothermal oxidation for 100 hours and cyc1ic oxidation for 200 hours. Corrosion in exhaust gases were run in a cyclic way for two month and about 200 hours at 6500 C. This clads were produced both laser and PTA cladding techniques. Thermal stability and oxidation behavior of the c1ads at different temperatures and environment were investigated. It appeared that exhaust gases were less harmful for this alloys than oxidizing atmosphere. The influence of the oxidation conditions (isothermal or cyclic oxidation) was established. Generally, the clad layers demonstrated good corrosion property in both atmospheres. The morphology changes of the clads were insignificant and the tiny oxide layer on the surface were noticed. The clads hardness changes were observed.

16

Morfologia napawanych warstw na bazie kobaltu po utlenianiu i korozji w gazach spalinowych

Smoleńska H.

Problemy Eksploatacji

|

2006

|

nr 1

115-121

PL

Przedmiotem badań były warstwy wytworzone z proszku na bazie kobaltu, napawane laserowo i plazmowo na przylgnie zaworów wylotowych silników Diesla. Dla wszystkich warstw stwierdzono dobrą jakość, brak pęknięć i jednorodność struktury na powierzchni. Badania degradacji wykonano w specjalnie wykonanej komorze w gazach spalinowych silnika okrętowego. Badania napoin przeprowadzono po 2 miesiącach ekspozycji w podwyższonej temperaturze w zakresie 600-800°C lub po utlenianiu w powietrzu w temperaturze 650°C przez 100 godzin.

EN

Cobalt base cladding layers on the exhaust valve head face, produced by laser and PTA cladding have been investigated. For the all sort of layers good quality, lack of cracks and proper microstructure for the top part of clad was obtained. The investigations on the degradation process run on the special chamber in the exhaust gases of the ship diesel engine. The layers were exposed for two month for the exhaust gases at elevated temperature 600-800°C and after oxidation in air at temperature 650°C for 100 hours. The chemical and phase composition of the scale were determined.

17

Analiza własności napawanych laserowo powierzchni przylgni zaworów wylotowych silników okrętowych po korozji w powietrzu i w gazach spalinowych

Smoleńska H., Kończewicz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

536-539

PL

Przedmiotem opracowania jest badanie morfologii napawanych laserowo warstw z proszku na bazie kobaltu zawierającego jako główne składniki chrom (29%) i wolfram (5,3%) o niskiej zwartości niklu. Przeanalizowano budowę i skład chemiczny warstw po napawaniu oraz oceniono zmiany po utlenianiu w temperaturze 750°C oraz po korozji w gorących gazach spalinowych silnika L-22. Badania obejmowały analizę mikrostruktur za pomocą mikroskopu świetlnego i elektronowego mikroskopu skaningowego; analizę składu chemicznego, warstwy napawanej oraz warstw utlenionych oraz skorodowanych w środowisku spalin, za pomocą przystawki EDS, a także określenie mikrotwardości na przekroju warstw. Przeprowadzone badania wykazały znaczną odporność napawanych warstw zarówno na korozje w spalinach jak i na utlenianie.

EN

The morphology of the laser clad layers made of the powder containing Cr (29%) and tungsten (5,3%) and low amount of Ni were investigated. The microstructure as clad layers were analyzed and the changes after oxidation at 750°C and corrosion in hot exhaust gases produced by engine L-22 were evaluated. Researches contained light and scanning electron microscope, EDS analyze and hardness measurement on the crossection. The result proved good corrosion resistance for both oxidation and exhaust gases conditions.

18

Ocena regeneracyjnych powłok napawanych plazmowo i laserowo na przylgnie zaworów ze stali H10S2M

Kończewicz W., Smoleńska H.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni

|

2005

|

nr 54

32--42

PL

W niniejszym artykule dokonano oceny warstw napawanych plazmowo i laserowo proszkami na bazie kobaltu na przylgnie zaworów okrętowych. Ocenie poddano wpływ zróżnicowanej budowy przylgni na jej mikrotwardość i mikrostrukturę.

EN

Morphology of the cobalt base top layers of the marine engine exhaust valve face were investigated. The layers were produced by laser and PTA cladding. The influence of the morphology differences on the layers microhardness were established.

19

Struktura i degradacja warstw stellitowych w atmosferze gazów spalinowych

Smoleńska H., Zieliński A., Serbiński W., Kończewicz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2005

|

Vol. 26, nr 5

349-352

PL

Przedmiotem badań były warstwy wytworzone z proszków na bazie kobaltu stellitów), produkcji firmy CASTOLLIN, napawane laserowo i plazmowo na przylgnie zaworów wylotowych silników Diesla. Badano trzy proszki: EuTroLoy 16006, EuTroLoy 16012 oraz PG5218. Do napawania laserowego wykorzystano laser wysokiej mocy ROFIN DL020. Dla wszystkich warstw stwierdzono dobrą jakość, brak pęknięć i jednorodność struktury na powierzchni. Warstwy wykonane z proszku o większej zawartości wolframu wykazały większą twardość na przekroju poprzecznym napoiny. Badania degradacji wykonano w specjalnie wykonanej komorze w spalinach okrętowego silnika spalinowego. Badania prowadzono po 2 miesiącach ekspozycji w podwyższonej temperaturze w zakresie 600-800°C. Określono skład chemiczny i fazowy zgorzeliny.

EN

Cobalt base cladding layers on the exhaust valve head face have been investigated. The powders EuTroLoy 16006, EuTroLoy 16012 and PG5218 were made by CASTOLLIN. The layers were produced by ROFIN DL020 laser and PTA - EUTRONIC GAP 200 by CASTOLIN- cladding. For the all sort of layers good quality, lack of cracks and proper microstructure for the top part of clad was obtained. The powder tungsten content influenced on the hardness of the layers measured on the cross section. The investigations on the degradation process run on the special chamber in the exhaust gases of the ship diesel engine. The layers were exposed for two month for the exhaust gases in elevated temperature 600-800°C. The chemical and phase composition of the scale were determined.

20

Morphology studies of the cobalt base clad layers produced by laser technology

Smoleńska H., Kończewicz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

493-496

EN

Cobalt base laser cladding layers on the exhaust valve head face have been investigated. The obtained microstructure was affected by process parameters and tracks geometry. The performance of the layers was evaluated by microscopic examination and micro hardness measurements.

PL

Przedmiotem badań były utwardzające warstwy wykonane na przylgni zaworów wydechowych silnika spalinowego. Materiał podłoża to stal H10S2M (Tablica 1). Zastosowano technologię napawania laserowego proszków na bazie kobaltu. Proszki różniły się jedynie zawartością wolframu i zawierały odpowiednio 4,9 (1606), 5,3 (PG5218) i 9 wg% (16012) tego pierwiastka. Parametry napawania były jednakowe dla wszystkich proszków i zestawiono je w tablicy 2. Otrzymane warstwy różniły się twardością na powierzchni a także mikrotwardością na przekroju warstwy ( Rys. 2). Najwyższą twardością charakteryzowała się warstwa wykonana z proszku o najwyższej zawartości wolframu. Zmienność twardości na przekroju należy wiązać ze zróżnicowaniem struktury spowodowaną technologią nakładania. Mikrostruktury otrzymane na powierzchni napoiny są podobne dla wszystkich rodzajów proszków. Jednak na granicy napoina/stal obserwowane struktury są zróżnicowane ( Rys. 3 - 8). Rozkład pierwiastków w wierzchniej warstwie napoiny generalnie jest równomierny, jakkolwiek obserwuje się pewną segregację wolframu, kobaltu i chromu (Rys. 9).