Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The correlation between microstructure, mechanical and tribological properties in the alloys of Co-Cr protectors with micro additives Mo and W

Augustyn-Nadzieja Joanna, Frocisz Łukasz, Matusiewicz Piotr

Tribologia

|

2023

|

nr 3

7--17

EN

The paper presents the results of tests of tribological wear of two Co-Cr-Mo alloys (Wironit LA) and Co-Cr-Mo-W (Colado CC) used to make skeletal prostheses, combined works, implants and metal frameworks for ceramics. The test samples were centrifugally cast using the lost wax method and subjected to hardness measurements, microscopic observations, and a quantitative description of the microstructure. SEM examinations and EDS analysis of micro-areas on dendritic arms and interdendritic areas were performed together. The abrasive wear resistance tests with the use of a T-05 tester in the friction system roller-block were conducted in a dry sliding contact under the conditions of a metal-metal contact with the load of 100 N and for two friction paths, 500 and 1000 m.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zużycia tribologicznego dwóch stopów Co-Cr-Mo (Wironit LA) i Co-Cr-Mo-W (Colado CC) stosowanych do wykonywania protez szkieletowych, prac kombinowanych, implantów i szkieletów metalowych pod ceramikę. Badane próbki odlewano odśrodkowo metodą wosku traconego i poddawano pomiarom twardości, obserwacjom mikroskopowym wraz z ilościowym opisem mikrostruktury. Wykonano badania SEM wraz z analizą EDS mikroobszarów na ramionach dendrytycznych oraz obszarów interdendrytycznych. Badania odporności na zużycie ścierne z wykorzystaniem testera T-05 w układzie ciernym wałek–blok przeprowadzono w suchym styku ślizgowym w warunkach kontaktu metal–metal z obciążeniem 100 N i dla dwóch dróg tarcia, 500 i 1000 m.

2

Powłoki ceramiczne Al2O3 otrzymywane w technologii natryskiwania cieplnego plazmowego APS

Iwaniak Aleksander

Szkło i Ceramika

|

2023

|

R. 74, nr 3

1--6

PL

W pracy wytworzono ceramiczne powłoki z proszku tlenku aluminium i proszku tlenku aluminium z dodatkiem 5% proszku tlenku tytanu z wykorzystaniem technologii natryskiwania plazmowego ASP. Stwierdzono, że dodatek 5% proszku tlenku tytanu TiO2 do proszku tlenku aluminium Al2O3 powoduje spadek porowatości natryskiwanej powłoki z 5,9 % do 3,5%. Ponadto tlenek tytanu dodany do tlenku aluminium zmniejsza twardość natryskiwanej powłoki z 988 HV0,3 do 935 HV0,3. Wykonane badania zużycia tribologicznego wytworzonych powłok z skojarzeniu z pinem z węglika krzemu SiC wykazały, że dodatek tlenku tytanu powoduje zmniejszenie współczynnika tarcia badanego skojarzenia w warunkach tarcia suchego - współczynnik µ zmalał z wartości µ=0,37 do µ=0,26.

EN

In this work, ceramic coatings were produced from aluminum oxide powder and aluminum oxide powder with the addition of 5% titanium oxide powder using ASP plasma spraying technology. It was found that the addition of 5% titanium oxide TiO2 powder to aluminum oxide powder Al2O3 causes a decrease in the porosity of the sprayed coating from 5.9% to 3.5%. Moreover, titanium oxide added to aluminum oxide reduces the hardness of the sprayed coating from 988 HV0.3 to 935 HV0.3. Tribological wear tests of coatings produced in combination with a SiC silicon carbide pin showed that the addition of titanium oxide causes a reduction in the friction coefficient of the tested combination under dry friction conditions - the µ coefficient decreased from µ=0.37 to µ=0.26.

3

Wpływ parametrów osadzania na właściwości powłok diamentopodobnych ostrzy narzędzi skrawających

Madej Monika, Kowalczyk Joanna, Piotrowska Katarzyna

Obróbka Metalu

|

2023

|

nr 1

33--42

PL

W artykule dokonano oceny właściwości tribologicznych powłok diamentopodobnych DLC osadzanych na ostrzach narzędzi skrawających metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym PECVD. W ramach badań eksperymentalnych naniesiono dwa rodzaje powłok diamentopodobnych, różniących się od siebie czasem osadzania. Badania tribologiczne zrealizowano w warunkach tarcia ze smarowaniem bazą olejową PAO 8 oraz olejem syntetycznym SW30, ze skojarzeniem trącym trącym kula – tarcza. Za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej obserwowano ślady wytarć po testach tribologicznych. Mikroskop konfokalny z trybem interferometrycznym posłużył do oceny zużycia próbek. Analiza wyników badań wskazała, że czas nanoszenia powłoki ma wpływ na właściwości tribologiczne. Mniejsze wartości współczynników tarcia oraz zużycia liniowego uzyskano dla powłoki osadzanej przez półtorej godziny

EN

In this paper the assessment of tribological properties of diamond-like carbon coatings (DLC) used for coating with plasma-assisted PECVD gas phase chemical deposition, including cutting tool edges were presented.. In the experimental studies, two types of diamond-like carbon coatings were applied, differing from each other in terms of deposition time. Tribological tests were carried out under friction conditions with lubrication of oil base PAO 8 and synthetic oil 5W30 on a tribometer working in a friction combination of ball and disc. Traces of rubbing after tribological tests were observed using scanning electron microscopy. A confocal microscope with interferometric mode was used to assess sample wear. Analysis of the test results showed that the time of coating has an effect on tribological properties. Lower values of friction and linear wear were obtained for the coating deposited over an hour and a half.

4

Effects of Rare-Earth Metal Oxides on the Tribological Properties of Paddings for use on Mining Machine Parts

Kasińska Justyna, Madej Monika, Rutkowski Sławomir

Tribologia

|

2022

|

nr 2

23--32

EN

The article presents the results of research on pad welds made using consumables in the process of metal active gas welding (MAG) combined with plasma arc welding (PAW). The pad weld consisted of a buffer layer and a wear-resistant working layer. Cerium, yttrium and lanthanum oxides were added to the powders to modify the working (active) layer. The HV10 hardness and friction coefficient testing was followed by measuring wear tracks and determining wear indicators (maximum wear track depth and area). Yttrium oxide was found to have a remarkably beneficial effect on nickel-based pad welds. In the case of iron-based welds, the most favourable outcome was observed for lanthanum oxide.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań napoin wykonanych z wykorzystaniem materiałów spawalniczych metodą spawania łukowego elektrodą topliwą (MAG – metal active gas of welding) w połączeniu z napawaniem plazmowym (PAW – pasma arc welding). Napoina składała się z warstwy podkładowej (buforowej) oraz trudnościeralnej warstwy roboczej. Warstwę roboczą modyfikowano poprzez wprowadzanie do proszków tlenków ceru, itru i lantanu. Wykonane napoiny poddano pomiarom twardości HV10 oraz przeprowadzono testy tribologiczne, w których wyznaczono współczynnik tarcia. Następnie dokonano pomiarów śladów zużycia i zostały określone wskaźniki zużycia (maksymalna głębokość wytarcia, pole wytarcia). Wykazano korzystne oddziaływanie w szczególności tlenku itru dla napoin na osnowie niklu. W przypadku napoiny na osnowie żelaza najkorzystniejsze oddziaływanie odnotowano dla tlenku lantanu.

5

Concept for a Research Methodology of Surface Topography – Testing and Analysis of Tribological Wear Traces

Niemczewska-Wójcik Magdalena

Tribologia

|

2022

|

nr 4

31--38

EN

The methodology of surface topography research plays a key role in identifying and describing the wear mechanism, including the tribological wear traces. In the published literature, wear traces are most often described based on the surface morphology created in the operation process (microscopic image – optical microscope OM, scanning electron microscope SEM, atomic force microscope AFM); less frequently used are 2D profile description (contact or non-contact profilometer) or 3D topography (profilometer, confocal microscope, interference microscope, focus variation microscope). Each method of testing the worn surface has its own characteristics and purposefulness of use. The combination of different methods enables a comprehensive assessment of the surface topography created in the operation process and the characterisation of tribological wear traces.This work presents the main issues in the range of research methodology of the surface topography created in the operation process (operated/worn surface topography) – the purpose of research, research programme, research methods and tools, analysis of research results (quantitative – parametric and qualitative – non parametric). The research methodology of the surface topography and tribological wear traces is presented on selected examples. The method of conducting a comprehensive analysis, including all elements – surface morphology, 2D profile analysis and 3D topographic analysis – is discussed.

PL

Metodyka badań topografii powierzchni odgrywa kluczową rolę w identyfikowaniu i opisie mechanizmów zużycia, w tym śladów zużycia tribologicznego. W publikowanych pracach najczęściej identyfikacja śladów zużycia przeprowadzana jest na podstawie morfologii powierzchni eksploatowanej (obraz mikroskopowy – mikroskop optyczny OM, skaningowy mikroskop elektronowy SEM, mikroskop sił atomowych AFM), rzadziej stosowane są opisy profilu 2D (profilometr stykowy lub bezstykowy) czy topografii 3D (mikroskop konfokalny, mikroskop interferencyjny, mikroskop różnicowania ogniskowego). Każda z metod badań powierzchni eksploatowanej ma swoją charakterystykę oraz celowość zastosowania. Połączenie różnych metod umożliwia kompleksową ocenę powierzchni eksploatowanej oraz charakterystykę śladów zużycia tribologicznego. W niniejszym opracowaniu przedstawiono główne zagadnienia w zakresie metodyki badań powierzchni eksploatowanej – cel badań, program badań, metody i narzędzia badawcze, analiza wyników badań (ilościowa – parametryczna oraz jakościowa – nieparametryczna). Metodykę badań powierzchni eksploatowanej i śladów zużycia tribologicznego zaprezentowano na wybranych przykładach. Omówiono sposób przeprowadzenia kompleksowej analizy, obejmującej wszystkie elementy – morfologię powierzchni, analizę profilową 2D oraz analizę topograficzną 3D.

6

The Influence of Synthetic Hydrocarbon on Lubricating Properties of Fuels for Turbine Engines

Kaźmierczak Urszula W., Kulczycki Andrzej, Ozimina Dariusz

Tribologia

|

2021

|

nr 2

21--28

EN

Recently, steps have been taken to introduce synthetic hydrocarbons to aviation fuels as biocomponents. This action is an innovative change in the approach to aviation fuels. This new approach to the assessment of fuel properties requires a revision of the existing criteria for their quality assessment, including those relating to tribological properties. In the requirements for Jet fuel, only the BOCLE test simulating continuous circular motion was used to assess lubricity. Research on the use of fuels containing components with highly differentiated chemical compositions indicate that the BOCLE test may be an insufficient criterion for assessing the lubricity of fuels for aircraft turbine engines. An additional HFRR test modelling the processes accompanying the reciprocating friction that occurs in some lubricated elements of the fuel system has been proposed. This article presents the results of BOCLE and HFRR tests on a range of Jet A1 fuel mixtures and various synthetic paraffin hydrocarbons. A preliminary analysis of the observed effect of synthetic hydrocarbons on the results of both tests is presented.

PL

W ostatnim okresie podjęto działania zmierzające do wprowadzenia do paliw lotniczych węglowodorów syntetycznych jako biokomponentów. Działanie to ma charakter innowacyjnych zmian w podejściu do paliw lotniczych. To nowe podejście do oceny właściwości paliw wymaga rewizji dotychczasowych kryteriów ich oceny jakości, w tym odnoszących się do własności tribologicznych. W wymaganiach dla paliwa Jet dla oceny smarności stosowany był wyłącznie test BOCLE symulujący ruch ciągły po okręgu. Badania nad zastosowaniem paliw zawierających komponenty o silnie zróżnicowanym składzie chemicznym wskazują, że test BOCLE może być niewystarczającym kryterium oceny smarności paliw do turbinowych silników lotniczych. Zaproponowano dodatkowy test HFRR, modelujący procesy towarzyszące tarciu w ruchy posuwisto-zwrotnym, który występuje w niektórych smarowanych elementach układu paliwowego. W artykule zaprezentowano wyniki badań w testach BOCLE i HFRR gamy mieszanek paliwa Jet A1 i różnych syntetycznych węglowodorów parafinowych. Przedstawiono wstępną analizę zaobserwowanego wpływu syntetycznych węglowodorów na wyniki obu testów.

7

Selection of materials and development of technology for the production of elements used in conditions of extreme tribological wear

Wilk-Kołodziejczyk D., Pirowski Z., Grudzień-Rakoczy M., Bitka A., Chrzan K.

Archives of Foundry Engineering

|

2021

|

Vol. 21, iss. 4

47--54

EN

Work was done as a part of the project " New generation haulage system of highly productive longwall systems" aiming to develop and implement a new longwall shearer system called KOMTRACK. The widely used EICOTRACK feed system developed forty years ago is not adapted to modern longwall shearers' power. Within the project, an innovative, flexible feed system with a modular structure was created with the possibility of continuous adjustment to the carbon wall's unevenness. Newly-developed three cast steels variants have been initially selected to fabricate this system's elements. The material's final selection was realized based on the tensile tests, Charpy impact tests, Brinell hardness surveys, and wear resistance measurements. Results analysis allowed to select cast steel marked as "2", which fulfilled all requirements and was used in further casting trials.

8

Mechanical and electrical properties of the titanium surface layer irradiated with 168 MeV 136Xe ions

Budzyński P., Kamiński M., Surowiec Z., Skuratov V. A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 7

136--138

EN

This paper contains the results of electrical conductivity and tribological properties tests of technically pure titanium, which was irradiated with xenon ions with energy 168 MeV with doses of 1÷5×10¹ Xe/cm². They were presented a results of electrical conductivity, results of GXRD analysis and the results of friction coefficient and tribological wear measurements.

PL

Niniejsza praca zawiera wyniki badań przewodności elektrycznej oraz właściwości tribologicznych technicznie czystego tytanu, który został napromieniowany jonami ksenonu z energią 168 MeV z dozami 1÷5×10¹ Xew/cm². Przedstawione zostały pomiary przewodności elektrycznej, wyniki analizy GXRD oraz wyniki pomiaru współczynnika tarcia oraz zużycia tribologicznego.

9

The influence of the time of technological soaking of nitrided EN-X37CrMoV5-1 tool steel at a higher temperature on the structure, microhardness, and tribological wear of the surface layer

Dworak M., Barylski A., Aniołek A., Stepanova E.

Tribologia

|

2017

|

nr 4

27--32

EN

The paper concerns the assessment of the influence of the duration of high-temperature soaking of steel intended for dies for extruding aluminium profiles on the structure, microhardness, and tribological wear of the top layer. Gas nitrided hot work tool steel X37CrMoV5-1 (WCL) was used in the tests. For technological reasons, before the extruding process, such dies are pre-heated for several hours to a temperature ranging from 400°C to 600°C. Due to the possibility of various unplanned situations (failures), the soaking time may be extended even up to more than ten hours. Therefore, soaking was used after the nitriding process due to the application nature of the research whose purpose was to identify changes occurring in the nitrided layer after soaking of dies at a higher temperature (520°C) and before starting the extruding process, and thus to determine for how long the dies may be held in a furnace without undesirable changes in the top layer. The examined samples were soaked in an industrial furnace at 520°C for 2 h, 4 h, 6 h, 8 h, 10 h, and 12 h. Samples heated to 520°C and then immediately cooled down and the reference material which was not heated after the nitriding process were also examined for comparison purposes. The obtained results of the tests of the microhardness of the nitrided layer indicate that it decreased as the soaking time increased to 6 hours. After this time, that parameter is stabilised and further heating up to 10 hours does not cause a significant decrease in the microhardness of the top layer. A further decrease in the microhardness of the layer was observed for samples soaked for 12 hours. The results of tribological tests showed an analogous course of changes in the tribological wear of the examined material as the soaking time increased. The performed tests indicate the possibility of holding dies at a higher temperature (520°C) for 10 hours. Further soaking at this temperature causes adverse changes in the top layer.

PL

Praca dotyczy oceny wpływu czasu wygrzewania w podwyższonej temperaturze stali przeznaczonej na matryce do wyciskania profili aluminiowych na strukturę, mikrotwardość oraz zużycie tribologiczne warstwy wierzchniej. W badaniach stosowano stal narzędziową do pracy na gorąco X37CrMoV5-1 (WCL) poddaną procesowi azotowania gazowego. Matryce takie są przed procesem wyciskania poddawane wstępnemu nagrzewaniu do temperatury z przedziału 400°C do 600°C przez okres kilku godzin, co jest spowodowane względami technologicznymi. Z uwagi na możliwość wystąpienia różnych nieplanowanych sytuacji (awarii) czas wygrzewania może ulec wydłużeniu nawet do kilkunastu godzin. Zastosowany zabieg wygrzewania po procesie azotowania wynikał zatem z aplikacyjnego charakteru badań, które miały na celu określenie zmian zachodzących w warstwie azotowanej po wygrzewaniu matryc w podwyższonej temperaturze (520°C) przed rozpoczęciem procesu wyciskania, a tym samym określenie, przez jaki czas można przetrzymywać matryce w piecu bez pojawienia się niepożądanych zmian w warstwie wierzchniej. Badane próbki wygrzewano w piecu przemysłowym w temperaturze 520°C przez czas 2 h, 4 h, 6 h, 8 h, 10 h i 12 h. W celach porównawczych zbadano także próbki nagrzane do temperatury 520°C i od razu chłodzone oraz materiał wzorcowy, który nie był wygrzewany po procesie azotowania. Uzyskane wyniki badań mikrotwardości warstwy azotowanej wskazują na jej spadek wraz z rosnącym czasem wygrzewania do 6 godzin. Po tym czasie parametr ten ulega stabilizacji i dalsze wygrzewanie do 10 godzin nie powoduje istotnego spadku mikrotwardości warstwy wierzchniej. Dla próbek wygrzewanych przez okres 12 godzin odnotowano dalszy spadek mikrotwardości warstwy. Wyniki testów tribologicznych wykazały analogiczny przebieg zmian zużycia tribologicznego badanego materiału wraz z rosnącym czasem wygrzewania. Przeprowadzone testy wskazują na możliwość przetrzymywania matryc w podwyższonej temperaturze (520°C) przez okres 10 godzin. Dalsze wygrzewanie w tej temperaturze powoduje pojawienie się niekorzystnych zmian w warstwie wierzchniej.

10

The effect of water lubrication with addition of non-ionic and anionic surfactants on the wear of the friction pair with a concentrated contact

Zając G., Kuźnar M.

Tribologia

|

2017

|

nr 4

115--123

EN

In order to minimize losses caused by friction, various technical solutions are applied. Most frequently, however, they are limited to proper lubrication. Two aspects of the problem have to be taken into consideration nowadays: ecology and an economic approach, which involves a possibility of the creation of the cheapest lubrication compositions. Therefore, new lubricants which have a neutral impact on the environment and are characterised by the lowest production costs and the highest effectiveness in the wear of co-operating elements are researched. The main purpose of this paper is an evaluation of the influence of water-based lubrication with an addition of non-ionic and anionic surface-active substances on the wear of a friction pair with a concentrated contact. Laboratory tests were carried out with the use of a T-02 four-ball wear tester and a digital microscope. A series of measurements were conducted in which a tribological connection was lubricated with water and a mixture of water and non-ionic and anionic surfactants of various mass concentrations in reference to water. The conducted research takes into account criteria connected with the minimization of the production costs of lubricating compositions and the minimization of their influence on the environment with a simultaneous limitation of the wear of the co-operating elements. The results obtained in the research enabled an analysis of the influence of the additions of detergents at various concentrations on water lubricating properties, water surface tension, and the volumetric wear of the analysed samples.

PL

W celu zminimalizowania strat wywołanych zjawiskiem tarcia stosowane są różnego rodzaju rozwiązania techniczne, jednak najczęściej ograniczają się do właściwego smarowania. Obecnie duży nacisk stawiany jest na ekologię. Również bardzo istotny jest aspekt ekonomiczny tego zagadnienia, a więc możliwość tworzenia jak najtańszych kompozycji smarowych. W związku z tym poszukiwane są nowe środki smarne o neutralnym wpływie na środowisko charakteryzujące się możliwie najniższymi kosztami produkcji i efektywnością w zakresie zużycia elementów współpracujących. Głównym celem prezentowanej pracy była ocena wpływu smarowania wodą z dodatkiem niejonowych oraz anionowych środków powierzchniowo czynnych na zużycie pary trącej ze stykiem skoncentrowanym. Badania laboratoryjne przeprowadzone zostały z użyciem m.in. aparatu czterokulowego T-02 oraz mikroskopu cyfrowego. Wykonano serie pomiarów, w których węzeł tribologiczny był smarowany wodą oraz mieszaniną wody z niejonowymi oraz anionowymi środkami powierzchniowo czynnymi o różnym stężeniu wagowym względem wody. Przeprowadzone badania uwzględniają kryteria związane z minimalizacją kosztów pozyskania kompozycji smarowych oraz minimalizacją wpływu na otoczenie przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia współpracujących elementów. Uzyskane w badaniach wyniki pozwoliły na przeprowadzenie analizy wpływu dodatku detergentów o różnych stężeniach na właściwości smarne wody, napięcie powierzchniowe wody oraz zużycie objętościowe analizowanych próbek.

11

Operational evaluation of piston-rings-cylinder liner assembly wear in high power marine diesel engines

Adamkiewicz A., Drzewieniecki J.

Tribologia

|

2017

|

nr 1

5--15

EN

This paper presents an operational evaluation of piston-piston rings-cylinder liner (PRC) assembly wear in marine diesel engines of high power. It is based on visual inspection through cylinder liner scavenge ports. Clearance measurements of piston rings in piston grooves and piston ring gap measurements were used to evaluate the extent of wear of the PRC assembly. Moreover, it is shown that piston ring gap measurements can be used as a reference parameter in wear trend analysis to predict the length of time periods between overhauls (TBO). Furthermore, it has been shown that controlling the wear of chromium (protective) layers of piston ring working surfaces by measuring their thickness with induction and eddy current methods is highly useful. They were accepted as a source of information on PRC lubrication correctness and as a symptom of its technical condition. Factors indicating the necessity of an overhaul and introducing operational methods of improving working conditions between the tribological pair – liner and piston rings have been determined.

PL

W artykule przedstawiono metodę eksploatacyjnej oceny zużycia układu tribologicznego: tłok–pierścienie tłokowe–tuleja cylindrowa (TPC) okrętowego silnika spalinowego dużej mocy. Metoda oparta jest na wynikach inspekcji wizualnych z wykorzystaniem okien przepłukujących tulei cylindrowych. Do oceny stopnia zużycia układu TPC wykorzystano pomiary luzów między pierścieniami a rowkami tłoka oraz pomiary luzu w zamkach. Wykazano, że wyniki pomiarów luzów w zamkach pierścieni tłokowych mogą być miarami stopnia zużycia wykorzystywanymi jako parametry referencyjne w analizie trendu zużycia do prognozowania okresów pomiędzy przeglądami. Pokazano przydatność kontroli zużywania się warstw wierzchnich roboczych powierzchni pierścieni tłokowych (pokrytych powłokami ochronnymi) metodami indukcyjnymi. Otrzymane oceny zużycia tribologicznego weryfikowano na podstawie wyników analizy oleju cylindrowego pobieranego z komór podtłokowych silnika. Uznano je za źródło informacji o poprawności smarowania układu TPC oraz jako symptom stanu technicznego układu. Określono czynniki wyznaczające konieczność przeprowadzenia remontu oraz wprowadzenia eksploatacyjnych metod poprawy warunków współpracy układu tribologicznego tuleja cylindrowa–pierścienie tłokowe.

12

Analysis of the structure and tribological properties of sintered stainless steels

Lisiecka B., Dudek A., Strzelczak K.

Tribologia

|

2017

|

nr 2

99--106

EN

Increasing development of civilization encourages the search for modern engineering materials. At present, very interesting and promising materials are sintered stainless steels that are considered to be the most rapidly developing group of materials, which is related to the demand for materials with good mechanical properties and high resistance to corrosive agents. Taking into account sintered austenitic–ferritic steels, it is possibile to obtain a structure with different proportions of the two basic structural components. The main problem limiting the applicability of sintered stainless steels is porosity, which deteriorates not only the strength properties but also the usability as compared to their cast and materials after plastic working. Extremely valuable factors influencing tribological properties are the chemical composition, proportion of individual powders and sintering conditions. In this study, the microstructure and tribological properties of sintered stainless steels obtained by sintering in different proportions of 316L austenitic steel and 409L ferritic steel were compared. The abrasion wear resistance test for individual sintered steels was performed by pin-on-disc method.

PL

Zwiększający się rozwój cywilizacyjny zachęca do poszukiwania nowoczesnych materiałów inżynierskich. Obecnie bardzo interesującymi i obiecującymi materiałami są stale spiekane zaliczane do najprężniej rozwijającej się grupy materiałów, co jest związane z zapotrzebowaniem na materiały o dobrych własnościach mechanicznych i wysokiej odporności na oddziaływanie czynników korozyjnych. Biorąc pod uwagę spiekane stale austenityczno-ferrytyczne, możliwe jest uzyskanie struktury o różnych udziałach dwóch podstawowych składników strukturalnych. Głównym problemem ograniczającym możliwości aplikacyjne spiekanych stali nierdzewnych jest porowatość, która pogarsza nie tylko własności wytrzymałościowe, ale również użytkowe w porównaniu z ich odlewanymi i przerabianymi plastycznie odpowiednikami. Niezwykle cennymi czynnikami wpływającymi na własności tribologiczne są skład chemiczny, udział poszczególnych proszków oraz warunki spiekania. W niniejszym opracowaniu dokonano porównania mikrostruktury i własności tribologicznych spiekanych stali nierdzewnych, uzyskanych poprzez spiekanie w różnych proporcjach stali austenitycznej 316L oraz stali ferrytycznej 409L. Badanie odporności na zużycie ścierne dla poszczególnych stali spiekanych zostało przeprowadzone metodą pin-on-disc.

13

Zaawansowane techniki badań w rozwiązywaniu problemów materiałowych : badanie przyczyn zniszczenia kół zębatych

Brzozowska-Stanuch A., Kliś B.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2017

|

T. 23, Nr 2 (176)

100--109

PL

Przedmiotem niniejszej pracy było zbadanie i wyjaśnienie przyczyn zniszczenia koła zębatego wykonanego metodą wtrysku z kompozytu PBT/TFFE, stosowanego w zamkach centralnych pojazdów samochodowych. W tym celu zastosowano szereg technik badawczych tj. mikroskopia elektronowa SEM a także różnicowa kalorymetria skaningowa DSC i termograwimetria TGA. Ze względu na dużą różnicę w temperaturach topnienia składników kompozytu - poli(tereftalanem butylenu) (PBT) a politetrafluoroetylenem (PTFE), konieczne było określenie stabilności termicznej poszczególnych polimerów jak również prowadzenie badań termicznych metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej w oddzielnych eksperymentach badawczych. Otrzymane mikrografie SEM umożliwiły ocenę przełomów pod kątem obecności niejednorodności i nieciągłości materiału tj. pory, pustki oraz pod względem rozmieszczenia i ułożenia włókna szklanego. W analizie metodami termicznymi zostały określone temperatury charakterystyczne jak również scharakteryzowana struktura krystaliczna badanych materiałów. Powyższe rezultaty pozwoliły na wyciągniecie wniosków dotyczących zarówno jakości, struktury badanego kompozytu jak i jego przetwarzania.

EN

The purpose of this work is to analyze and explain what causes the damage of gear wheel made of PBT/TFFE by injection molding method and used in the central locks of motor vehicles. Numerous techniques were used for this purpose, namely, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetry (TGA). Due to the large difference between melting temperatures of composite ingredients ie. poly(terephthalate butylene) (PBT) and polytetrafluoroethylene (PTFE) it was necessary to determine the thermal stability of individual polymers as well as to conduct thermal research with Differential Scanning Calorimetry method in separate research experiments sets. The obtained SEM micrographs allowed the assessment of fractures for the presence of heterogeneity and material discontinuity, ie. pores, voids, also for fiber replacements and arrangement. Characteristic temperatures and crystalline structure of materials have been determined during thermal analysis. The results above allowed us to draw conclusions in matter of the quality and structure of tested composite as well as its processing.

14

The influence of the soaking temperature of nitrided WCL tool steel (EN-X37CrMoV5-1) on the microhardness and tribological wear of the surface layer

Dworak M., Barylski A., Aniołek K., Stepanova E.

Tribologia

|

2016

|

nr 4

69--78

EN

The present paper refers to the evaluation of the influence of soaking temperature of nitrided hot work tool steel, X37CrMoV5-1 (WCL), intended for dies for extruding aluminium profiles, on the structure, microhardness, and tribological wear of the nitrided layer. The research involved nitrided steel specimens (X37CrMoV5-1) soaked for 8 hours in an industrial furnace at temperatures of 450°C, 480°C, 520°C, 560°C, and 600°C. For comparison purposes, a REFERENCES material was used, which was not soaked after nitriding. Initially, as the soaking temperature raised, the microhardness of the nitrided layer increased by ca. 10%; however, a further increase in the soaking temperature to more than 450°C caused a decrease in the microhardness of the nitrided layer. The results of tribological tests showed that soaking nitrided steel at a low temperature (450°C) and high temperature (600°C) caused a decrease in tribological wear. Out of the tested materials, the highest microhardness of the upper layer was observed in the samples soaked at 450°C, while the highest resistance to tribological wear was obtained for the samples soaked at 600°C. The conducted tests indicate the possibility of extending the lifetime of dies made from the investigated nitrided steel.

PL

Niniejsza praca dotyczy oceny wpływu temperatury wygrzewania azotowanej stali narzędziowej do pracy na gorąco X37CrMoV5-1 (WCL) przeznaczonej na matryce do wyciskania profili aluminiowych na strukturę, mikrotwardość oraz zużycie tribologiczne warstwy azotowanej. Badaniom poddano próbki azotowanej stali X37CrMoV5-1 wygrzewane przez 8 godzin w piecu przemysłowym w temperaturze: 450°C, 480°C, 520°C, 560°C oraz 600°C. W celach porównawczych zastosowano także materiał wzorcowy, który nie był wygrzewany po procesie azotowania. Ze wzrostem temperatury wygrzewania początkowo odnotowano wzrost mikrotwardości warstwy azotowanej o ok. 10%. Z kolei podwyższenie temperatury wygrzewania powyżej 450°C powodowało jej obniżenie. Wyniki testów tribologicznych wykazały, że wygrzewanie stali azotowanej w niskiej temperaturze (450°C) oraz w wysokiej (600°C) powoduje spadek zużycia tribologicznego. Spośród badanych materiałów największą mikrotwardość warstwy wierzchniej odnotowano dla próbek wygrzewanych w temperaturze 450°C, natomiast najwyższą odporność na zużycie tribologiczne uzyskano dla próbek wygrzewanych w temperaturze 600°C. Przeprowadzone testy wskazują na możliwość wydłużenia czasu użytkowania matryc wykonanych z badanej stali azotowanej.

15

Scuffing wear of the tribological pairs under oscillatory motion

Guzowski S., Zając G., Kaczor G.

Tribologia

|

2016

|

nr 5

31--40

EN

The surfaces of the friction pairs in oscillatory motion are exposed to the complex wear processes. Scuffing is a specific wear process, which comprises abrasive and adhesive wear. This paper presents the results of the preliminary scuffing tests, conducted on the T-05 test machine under oscillatory motion in the line contact. The results obtained from the tests confirmed the high probability of the scuffing occurrence under the assumed tests conditions. This is the basis for the planning of further research in this area.

PL

Powierzchnie par ciernych współpracujących w ruchu oscylacyjnym narażone są na złożone procesy zużycia tribologicznego. Szczególnym przypadkiem procesu zużycia jest scuffing, które łączy elementy zużycia ściernego i adhezyjnego. W artykule przedstawiono wyniki badań wstępnych zużycia scuffing wykonanych przez autorów na testerze T-05. Badania przeprowadzono na modelu rolka–klocek o styku liniowym w ruchu oscylacyjnym. Wyniki badań zużyciowych potwierdziły, że dla przyjętych wartości parametrów istnieje duże prawdopodobieństwo rozwoju zużycia scuffing. Uzyskane wyniki są podstawą do planowania dalszych badań w tym zakresie.

16

Selected issues of exploitation of wood machining devices on the example of a chipboard press

Jałbrzykowski M., Obidziński S.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 61, nr 3

180--185

EN

The paper presents selected results of performance tests of working elements of a wood machining device. The focus was on operational durability of its working elements. In order to assess the condition of these elements, tests of mechanical properties, the chemical composition of the operational surface layer, and microscope observations of selected areas were carried out, as well as evaluation of lubricating properties of lubricants for the working elements of the device. Diverse mechanical properties, diverse wear patterns, and physiochemical changes of surface layers of the elements were noted. A significant impact of the lubricants on the observed phenomena was stated. Due to industrial secret, the name and type of the tested machines were hidden.

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań właściwości użytkowych elementów roboczych maszyny do wiórowej obróbki drewna. Skupiono się na trwałości eksploatacyjnej jej elementów roboczych. W celu oceny stanu tych elementów wykonano badania właściwości mechanicznych, składu chemicznego eksploatacyjnej warstwy wierzchniej, obserwacji mikroskopowych wybranych obszarów oraz wykonano badania właściwości smarnych substancji do smarowania elementów roboczych tej maszyny. Zwrócono uwagę na zróżnicowane właściwości mechaniczne, zróżnicowane formy zużycia oraz modyfikację fizykochemiczną warstwy wierzchniej tych elementów. Wskazano na istotny wpływ środków smarowych na obserwowane zjawiska. Ze względu na tajemnicę przemysłową ukryto nazwę oraz typ maszyny, którą poddano ocenie.

17

Wpływ kulowania na wybrane właściwości mechaniczne azotowanej stali 42CrMo4 (40HM)

Mońka G., Tacikowski J., Michalski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 3

54--59

PL

W artykule omówiono wyniki badań właściwości mechanicznych stali 42CrMo4 (4011 M) poddanej procesowi ulepszania ciepl-nego, regulowanego azotowania gazowego, a następnie umacniania dwukrotnym kidowaniem. Próbki do badań ulepszono cieplnie na twardość 43-44 HRC. Proces azotowania prowadzono w temperaturze 470°C w czasie 16 h. Próbki ulepszone cieplnie i azotowane dwukrotnie kulowano kulkami wolframowymi o średnicy 0,9 mm (pierwsze kulowanie) i 0,65 mm (drugie kulowanie). Prowadzone badania obejmowały określenie właściwości w statycznej próbie rozciągania i badania: udarności, wytrzymałości zmęczeniowej w zginaniu obrotowym oraz stykowej wytrzymałości zmęczeniowej. Przeprowadzono również pomiary naprężeń własnych metodą rentgenowską w strefie przypowierzchniowej próbek płaskich i rozkłady naprężeń własnych oraz badania tribologiczne. Badania metaloznawcze obejmowały pomiary twardości powierzchniowej i rozkłady twardości w warstwie azotowanej. Warstwa azotowana z przypowierzchniową warstwą azotków żelaza o grubości do 0,5 µm i grubości efektywnej g400 0,25 mm powodowały wzrost wytrzymałości stykowej (TH) i odporności na zużycie przez tarcie w porównaniu ze stalą ulepszoną cieplnie. Natomiast dwukrotne kulowanie warstwy azotowanej prowadziło do dodatkowego wzrostu wytrzymałości zmęczeniowej (Zgo) oraz wywołało korzystni' rozkład naprężeń w głąb stali do 0,15 mm.

EN

This article discusses the results of the study of the mechanical properties of steel 42CrMo4 (40HM) subjected to the process of quenching and tempering, controlled gas nitriding, and then strengthening by double shot peening. The test specimens were quenched and tempered to reach the hardness level of HRC 43-44. The nitriding process was carried out at the temperature of 470° C for 16 hours. The specimens which had been quenched, tempered and nitrided went through double shot peening with spherical tungsten particles having a diameter of 0.9 mm and 0.65 mm, respectively in the. first and second stage. The. study of the mechanical properties included the research and the determination of the properties in stolic tensile testing, impact testing, rotary bending fatigue strength testing and contact fatigue strength testing. The measurements of residual stresses were taken by X-ray on the surface of flat specimens; distributions of residual stresses were recorded; and tribological tests were performed. The physical metallurgy study included the measurement of the surface hardness and hardness distributions in the nitrided layer. The nitrided layer and the subsurface layer of nitrides having the thickness of up to 0.5 µm and the effective thickness of upg400 0.25 mm, caused the increase of both the contact strength (TH) and the resistance to frictional wear as compared to quenched and tempered steel, whereas the douhle shot peening of the nitrided layer led to an additional increase m fatigue strength (ZKO) and resulted in a favourable distribution of stresses into the steel up to 0.15 mm.

18

Analysis of the surface condition of removed bone implants

Mierzejewska Ż. A., Kuptel P., Sidun J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 1

65--72

EN

The requirements that must be met by implant materials are rigorous and diverse. These materials are tasked with supporting or replacing sick or damaged parts of the musculoskeletal system, where loads and a heterogeneous stress state frequently occur. Thus, they must have the appropriate strength properties and resistance to many types of corrosion, which is related to biotolerance, or neutrality of the material to the human body during use. This article presents the results of studies of three implant groups: set for stabilization of long bones made of 316L austenitic steel, set for intramedullary nail insertion in grafts of femur bones made of Ti6Al4V titanium alloy, and a straighty reconstruction plate made of Ti6Al4V titanium alloy coated with an oxide layer. These implants were implanted into the human body and then removed at the end of the treatment process or due to implant failure during its operation. Next, implants were studied in order to determine the level of wear. Investigations were carried out using an Hitachi S-3000N scanning microscope. Their results indicate a series of changes that took place on implant surfaces and confirm the existence of typical implant wear mechanisms presented in reports in the literature. Traces of corrosion, fatigue cracks, tribological wear, and traces of fretting were found on examined implant surfaces. The study of implant wear cases, determination of their character, and evaluation of the intensity of destructive processes may contribute to the improvement of both the mechanical properties of these implants and their shape, so that modern bone implants perform their roles without the risk of failure during their operation.

PL

Wymagania stawiane materiałom na implanty są wysokie i bardzo zróżnicowane. Mają one wspomagać lub zastępować chore lub uszkodzone części układu kostno-mięśniowego, gdzie często pojawiają się obciążenia i różnorodny stan naprężeń. Muszą zatem charakteryzować się odpowiednimi własnościami wytrzymałościowymi i odpornością na różne rodzaje korozji, powiązaną z biotolerancją oznaczającą neutralność materiału wobec organizmu podczas użytkowania. W pracy przedstawiono wyniki badań trzech grup implantów: zestawu do stabilizacji kości długich, wykonanego ze stali austenitycznej 316L, zestawu do gwoździowania śródszpikowego do zespoleń złamań kości udowej, wykonanego ze stopu tytanu Ti6Al4V oraz płytki rekonstrukcyjnej prostej, wykonanej ze stopu tytanu Ti6Al4V pokrytego warstwą tlenków. Implanty te wszczepione były do organizmu ludzkiego, a następnie usunięte, wraz z zakończeniem procesu leczenia lub wskutek uszkodzenia implantu podczas jego eksploatacji. Następnie poddano je badaniom w celu określenia stopnia zużycia. Badania realizowano z wykorzystaniem mikroskopu skaningowego Hitachi S-3000N. Wyniki badań wskazują na szereg zmian, które zaszły na powierzchni implantów i potwierdziły istnienie typowych mechanizmów zużycia implantów prezentowanych w doniesieniach literaturowych. Na powierzchni badanych implantów zauważono ślady korozji, pęknięcia zmęczeniowe, zużycie tribologiczne oraz ślady frettingu. Badania zużycia implantów, określenie ich charakteru oraz ocena intensywności zachodzenia procesów niszczenia mogą w przyszłości znacznie wpłynąć na poprawę zarówno właściwości mechanicznych tych implantów, jak również na próbę zmiany ich kształtu tak, by nowoczesne implanty kostne spełniały swoją rolę bez ryzyka zniszczenia w trakcie ich eksploatacji.

19

Identyfikacja sumarycznego oddziaływania dodatków przeciwzużyciowych i przeciwzatarciowych na zmiany granicznego nacisku zatarcia

Trzos M., Ruta R., Szczerek M.

Tribologia

|

2015

|

nr 2

125--135

PL

W artykule przedstawiono analizę zmian granicznego nacisku zatarcia wywołanych jednoczesnym dodaniem dodatków przeciwzatarciowych (EP) i przeciwzużyciowych (AW) do oleju mineralnego stanowiącego bazę opracowanych kompozycji smarowych. Analiza została przeprowadzona na podstawie wyników badań zaprojektowanych zgodnie z teorią planowania eksperymentu. Badania właściwości przeciwzatarciowych przeprowadzono na aparacie czterokulowym. Głównym celem analiz była identyfikacja skutku jednoczesnego oddziaływania dodatków EP i AW wywartego na właściwości przeciwzatarciowe. W wyniku przeprowadzonych analiz wykazano praktycznie nieznaczący wpływ dodatku AW, przy dominującym znaczeniu dodatku EP, na zmiany wartości granicznego nacisku zatarcia.

EN

The article presents an analysis of the limiting pressure of seizure changes caused by simultaneous addition of anti-seizure and anti-wear additives to mineral oil, which was the base of the lubricating composition. The analysis was performed based on the experimental results of the studies performed under accepted experimental methods. The tribological tests were conducted with the use of a four-ball apparatus. The main objective of the analysis was to identify the effect of the simultaneous impact of EP and AW additives on resistance to seizure. In the research results, it was proved that AW additive, in practice, does not influenced seizure while the EP additive plays a dominant role.

20

Analiza zmian właściwości tribologicznych środka smarowego w zależności od proporcji zawartości dodatków AW oraz EP

Trzos M., Ruta R., Szczerek M.

Tribologia

|

2015

|

nr 5

121--131

PL

W artykule przedstawiono wpływ dodatków przeciwzużyciowych (AW) i przeciwzatarciowych (EP) na zmiany odporności na zużywanie testowego węzła tarcia zmodyfikowanego aparatu czterokulowego. Badane były kompozycje smarowe na bazie oleju mineralnego. Analizowano wpływ różnej zawartości jednego w tej grupie dodatków, jak również ich sumaryczne oddziaływanie na znormalizowany wskaźnik tzw. granicznego obciążenia zużycia. Przeprowadzone badania i analizy ich wyników potwierdziły to, że dodatek przeciwzatarciowy EP pogarszał pozytywne działanie przeciwzużyciowego dodatku AW na zwiększenie odporności testowych elementów na zużycie. Autorzy artykułu przedstawili zależność stopnia pogorszenia dodatkiem EP właściwości przeciwzużyciowych kompozycji smarowej poprawianych dodatkiem AW.

EN

The article presents the influence of additives anti-wear (AW) and anti-seizure (EP) on changes in wear resistance in friction tests using the modified four-ball apparatus. The research encompassed lubrication compositions based on mineral oil. The influences of varying contents of one or multiple additives of these groups on the normalized index of “the wear limiting load capacity” were analysed. The tests and analysis of the results confirmed that the addition of anti-seizure additive (EP) deteriorated the positive influence of the anti-wear AW additive on the increase of the resistance of the test element to wear. The authors describe the dependence of the degree of the deterioration of the anti-wear properties of lubricant compositions caused by the EP additive that were increased by the addition of AW.