Analiza strukturalna i fazowa warstw borowanych modyfikowanych niklem i chromem

• Autorzy: Bartkowska, A. , Pertek, A. , Miklaszewski, A.

Warianty tytułu

EN

The structural and phase analysis of borided layers modified by nickel and chromium

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wpływ modyfikacji niklem i chromem na strukturę warstwy borowanej wytworzonej na stali C45. Warstwy modyfikowane wytworzono metodą galwaniczno-dyfuzyjną. Powłokę niklu lub chromu otrzymano metodą elektrochemiczną. Następnie przeprowadzono proces borowania dyfuzyjnego w temperaturze 950°C oraz 1050°C przez 4 h. Warstwa borowana po modyfikacji miała budowę dwustrefową (rys. 1÷4, 6, 8). Składała się z ciągłej strefy przypowierzchniowej i iglastych borków żelaza. Przeprowadzono rentgenowską analizę fazową. Stwierdzono obecność borków żelaza i borków niklu w warstwach modyfikowanych niklem (rys. 5) oraz borków żelaza i borków chromu w warstwach modyfikowanych chromem (rys. 9). Otrzymane fazy były zgodne z wykresami równowagi Fe-B, Ni-B oraz Cr-B. Mikroanaliza EDS wykazała obecność pierwiastka modyfikującego w ciągłej strefie przypowierzchniowej (rys. 3, 7).

EN

The paper presents the influence of modification of nickel and chromium on the structure of borided layer produced on C45 steel. Modified layers were produced by galvanic-diffusion method. Nickel or chromium coating was obtained by electroplating method. Afterwards, the diffusion boriding pro- cess was carried out at temperature 950°C and 1050°C for 4 h. The borided layer after modification had dual-zone structure (Fig. 1÷4, 6, 8). It consisted of a continuous surface zone and coniferous iron borides. The X-ray phase analysis was carried out. It was found presence of iron and nickel borides phases in layers modified with nickel (Fig. 5) and iron and chromium borides phases in layers modified with chromium (Fig. 9). The obtained phases were consistent with the equilibrium diagrams Fe-B, Ni-B and Cr-B. EDS microanalysis showed the presence of the modifying element in continuous surface zone (Fig. 3, 7).

Słowa kluczowe

PL

niklowanie galwaniczne; chromowanie galwaniczne; borowanie; rentgenowska analiza fazowa; mikroanaliza EDS

EN

galvanic nickel plating; chromium plating; boriding; X-ray phase analysis; EDS microanalysis

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 5
• Strony: 448--451
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bartkowska, A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska,

autor

Pertek, A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

autor

Miklaszewski, A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Przybyłowicz K.: Teoria i praktyka borowania stali. Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce (2000).
• [2] Pertek A.: Kształtowanie struktury i właściwości warstw borków żelaza otrzymanych w procesie borowania gazowego. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań (2001).
• [3] Balandin Yu. A.: Surface hardening of die steel by diffusion boronizing, borocopperizing and borochromizing in fluidized bed. Metal Science and Heat Treatment 47 (3) (2005) 103÷106.
• [4] Kayali Y., Yalçin Y., Taktak S.: Adhesion and wear properties of borotempered ductile iron. Materials and Design 32 (2011) 4295÷4303.
• [5] Fan-Shiong Chen, Kuo-Liang Wang: The kinetics and mechanism of multi-component diffusion on AISI 1045 steel. Surface and Coatings Technology 115 (1999) 239÷248.
• [6] Małdziński L.: Termodynamiczne, kinetyczne i technologiczne aspekty wytwarzania warstwy azotowanej na żelazie i stalach w procesach azotowania gazowego. Monografie, nr 373, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań (2002).
• [7] Kula P., Rzepkowski A., Rzepkowski A.: Wpływ składu chemicznego typowych stali do nawęglania na budowę warstwy nawęglanej próżniowo. Inżynieria Materiałowa 5 (2005) 444÷447.
• [8] Sen S., Sen U.: The effect of boronizing and borochromizing on tribological performance of AISI 52100 bearing steels. Industrial Labrication and Tribology 61 (3) (2009) 146÷153.
• [9] Pertek A., Jóźwiak K.: Efect of silicon on the structure and properties of iron boride layers. VI Międzynarodowa Konferencja, nt. Węgliki, azotki, borki, Kołobrzeg (1993) 53÷57.
• [10] Sikorski K., Wierzchoń T., Bieliński P.: X-ray mikroanalysis and properties of multicomponent plasma-borided layers on steels. Journal of Materials Science 33 (1998) 811÷815.
• [11] Bartkowska A., Pertek A., Jankowiak M., Jóźwiak K., Klimek L.: Mikrostruktura, skład fazowy i mikrotwardość warstw boroniklowanych modyfikowanych wiązką laserową. Inżynieria Materiałowa 1 (185) (2012) 32÷36.
• [12] Bartkowska A., Pertek A.: Wpływ powłoki niklu na efekty borowania dyfuzyjnego stali konstrukcyjnej C 45. Inżynieria Powierzchni 2 (2009) 89÷92.
• [13] Betiuk M., Senatorski J., Burdyński K., Przywórski A., Pokorska I.: Modyfikacja powierzchni stopów aluminium i miedzi technologią duplex – Galwanotechnika i PVD. Inżynieria Materiałowa 5 (153) (2006) 875÷877.
• [14] Piasecki A., Młynarczak A.: Struktura i właściwości warstw Ni-A1-Cr wytworzonych metodą galwaniczno-dyfuzyjną. Inżynieria Powierzchni 3 (2007) 62÷65.
• [15] Pertek A., Kulka M.: Microstructure and properties of composite (B+C) diffusion layers on low-carbon steel. Journal of Materials Science 38 (2003) 269÷273.
• [16] Młynarczak A., Piasecki A.: Budowa i właściwości dyfuzyjnych warstw chromoborowanych wytwarzanych na stalach narzędziowych. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 24 (2) (2004) 173÷184.
• [17] Maragoudakis N. E., Stergioudis G., Omar H., Pavlidou E., Tsipas D. N., Boronitriding of steel US 37-1. Materials Letters 57 (2002) 949÷952.
• [18] Bogdański B., Kasprzycka E.: Ocena adhezji warstw duplex typu CrC + (Ni-Mo) do stali narzędziowej za pomocą testu zarysowania. Inżynieria Powierzchni 2 (2011) 53÷56.
• [19] Bartkowska A., Pertek A.: Wpływ temperatury i czasu borowania na kinetykę i właściwości warstwy wierzchniej wytworzonej na stali C45 wstępnie niklowanej galwanicznie. Inżynieria Materiałowa 1 (185) (2012) 28÷31.
• [20] Massalski T. B.: Binary alloy phase diagrams. B-Fe (Boron-Iron). (Liao P. K., Spear K. E.), 2nd ed. ASM International, Metals Park, OH, (1990) 480÷482.
• [21] Predel B., Landolt-Börnstein: Group IV, physical chemistry numerical data and functional relationships in science and technology, 5b: B-Ba-C-Zr. New Series IV/5, B-Ni (Boron-Nickel); Book-DOI 10.1007/ b43647, www.springermaterials.com.
• [22] Liao P. K., Spear K. E.: The B-Cr (Boron-Chromium) system. Bulletin of Alloy Phase Diagrams 3 ( 7) (1986) 232÷237.