Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Defect Structure and Transport Properties of Nonstoichiometric Metal Sulphides

100%

Grzesik Z.

|

2009

|

tom Vol. 83, nr 8

1423-1436

EN

The present paper is an attempt to discuss the results of studies on the defect structure and transport properties of nonstoichiometric metal sulphides, obtained in the recent decade. These physicochemical properties of metal sulphides remain still less known than those of corresponding oxides. Such situation results mainly from much greater experimental difficulties in studying the high-temperature heterogeneous reactions in sulphur-containing atmospheres. Sulphur vapours are, namely, extremely aggressive at high temperatures and as a consequence, all standard thermogravimetric and other equipments commonly used in oxidation studies are not applicable under such conditions. This experimental restriction has been over came recently by the development of novel microthermogravimetric assemblies, enabling the determination of the kinetics of mass changes of a given sample with the accuracy of about two orders of magnitude higher than in all other thermogravimetric equipments. In addition, these assemblies make it possible to study the concentration and the mobility of point defects in metal sulphides showing not only large, but also very low deviation from stoichiometry. As a consequence, important in formation on physicochemical properties of metal sulphides can be obtained in rather simple way by two microthermogravimetric techniques, i.e. re-equilibration and two-stage kinetic methods, with the accuracy difficult to attain using other, much more complicated and time consuming methods. It has been shown that the results obtained using both these methods may be useful in studying transport properties of nonstoichiometric metal sulphides and thereby in designing novel high temperature alloys, better resistant to sulphide corrosion.

2

Teoria domieszkowania w badaniach struktury defektów i własności transportowych tlenków i siarczków metali przejściowych

100%

Grzesik Z.

|

tom nr 11

534--537

PL

W pracy przedstawiono teoretyczne podstawy oraz weryfikację eksperymentalną nowatorskiej metody określania stężenia i ruchliwości dominujących defektów punktowych w tlenkach i siarczkach metali przejściowych. Istota proponowanej metody sprowadza się do badania struktury defektów i własności transportowych tlenków i siarczków metali na drodze pośredniej, tj. badając wpływ różnowartościowych domieszek na kinetykę powstawania tych związków. Wykazano, że analiza wyników utleniania odpowiednio dobranych stopów dwuskładnikowych pozwala na wyznaczenie entalpii i entropii powstawania i migracji defektów. W oparciu o te dane istnieje możliwość obliczenia stężenie defektów oraz ich ruchliwość w czystych, tzn. niedomieszkowanych materiałach tlenkowych, co przedstawiono na przykładzie niestechiometrycznego tlenku niklu, Ni1-yO.

EN

The theoretical basis and experimental verification of novel method, enabling the calculation of point defect concentration and their mobility in transition metal oxides and sulphides have been presented. The idea of proposed method consists in determination of the defect structure and transport properties of metal oxides and sulphides in indirect way, i.e. in studying the influence of aliovalent metallic additions on the oxidation kinetics of a given metal. It has been shown that from the results of oxidation kinetics of binary alloys, the enthalpy and entropy of defect formation and their migration can be calculated. These data, in turn, can be used for the calculation of defect concentration and defect mobility in pure, undoped oxides. Such a possibility has been illustrated on the example of nonstoichiometric nickel oxide, Ni1-yO.

3

Mechanizm utleniania niklu w wysokich temperaturach

63%

Mrowec S. , Grzesik Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 2

41-45

PL

Zbadano kinetykę i mechanizm utleniania spektralnie czystego niklu w funkcji temperatury (1073 -1673 K) i prężności tlenu (10-105 Pa). Szybkość reakcji wyznaczano metodą termograwimetryczną z dokładnością rzędu 10" g, a mechanizm powstawania zgorzeliny badano metodą markerów. W celu wyeliminowania wpływu efektu Archimedesa na wyniki pomiarów szybkości reakcji w funkcji prężności tlenu, stosowano mieszaninę dwóch gazów nośnych, argonu i helu, o tak dobranym składzie, aby jej gęstość była ściśle równa gęstości tlenu. Udział dordzeniowej dyfuzji tlenu w procesie narastania drobnokrystalicznej zgorzeliny w temperaturach niższych od 1273 K wyeliminowano rozpoczynając pomiary od najwyższej temperatury (1673 K), w której powstaje zgorzelina grubokrystaliczna. Następnie obniżano skokowo temperaturę reakcji i kontynuowano pomiar kinetyki utleniania. Zabieg ten powtarzano kilkakrotnie, aż do uzyskania informacji o szybkości powstawania grubokrystalicznej zgorzeliny w temperaturach niższych od 1273 K. Wykazano, że w całym zakresie temperatur i ciśnień tlenu proces narastania grubokrystalicznej zgorzeliny tlenkowej na niklu zachodzi w wyniku odrdzeniowej dyfuzji kationów niklu i elektronów poprzez podwójnie zjonizowane wakancje kationowe i dziury elektronowe. Jednoznaczny dowód takiego mechanizmu reakcji wynika z doskonałej zgodności pomiędzy wyznaczoną eksperymentalnie paraboliczną stałą szybkości utleniania niklu i wartością tej stałej, obliczoną ze współczynnika dyfuzji niklu wyznaczonego eksperymentalnie w monokrystalicznym tlenku tego metalu

EN

Oxidation kinetics of high purity nickel have been studied as a function of temperature (1073-1673 K) and oxygen pressure (10-l05 Pa) using microthermogravimetric technique. In order to eliminate the possible participation of grain boundary diffusion in scale growth at lower temperatures (< 1273 K), the oxidation rate measurements have always been started at highest temperature (1673 K), when coarse-grained scale was formed, and the temperature and pressure dependence of the oxidation rate was determined by step-wise lowering the temperature of such pre-oxidized sample. The possible influence of Archimedes effect on the results of oxidation rate measurements at different oxygen pressures was eliminated by using binary carrier Ar-He gas mixture of the composition with the density exactly the same as that of oxygen. It has been shown that in the whole temperature and oxygen pressure range studied, the coarse-grained oxide scale on nickel is growing by the outward volume diffusion of cations and electrons through doubly ionized cation vacancies and electron holes. This conclusion is strongly supported by the excellent agreement between parabolic rate constant determined experimentally and that calculated from self-diffusion coefficient of nickel in single crystalline nickel oxide.

4

Dyfuzja reakcyjna w procesach inżynierii powierzchni

63%

Danielewski M. , Grzesik Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

tom R. XXI, nr 6

263-266

PL

W pracy przedstawiamy zastosowania wybranych teorii dyfuzji reakcyjnej w procesach inżynierii powierzchni: opis fenomenologiczny dla układów wieloskładnikowych i modele dyfuzji reakcyjnej w układach wielowarstwowych (heterogenicznych). Omawiamy transport na granicy faz oraz w obrębie poszczególnych warstw układu wielofazowego. Przedstawiony przez nas model wzrostu układów wielofazowych pozwala na obliczenie współczynników dyfuzji chemicznej w poszczególnych warstwach układu, o ile znane są ich objętości molowe i szybkości tworzenia. Metodyka obliczania współczynników dyfuzji chemicznej w układach wielofazowych zaprezentowana zostanie na przykładzie układu kobalt-siarka. Na przykładzie układu Ni-Al-Pt i selektywnego utleniania stopów Fe-Cr-Mn pokazujemy kinetykę wzrostu warstwy i jej stabilność termiczną w funkcji czasu i temperatury.

EN

We present selected concepts of reactive diffusion in surface engineering processes. Namely, the phenomenological description of reaction controlled interdiffusion in alloys and reactive diffusion in multiphase systems. We discuss the mass transport through the moving interface (the mass balance) as well as in bulk material. When the molar volumes and growth rates are known, the presented model of the diffusion controlled growth of the multiphase system allows for computation of chemical diffusion coefficients in all phases. We present results of such computations in Co-S system. Interdiffusion is a one of the key factors decisive on the lifetime of multicomponent coatings on alloys. Here we show interdiffusion in Pt modified beta-NiAl on MAR002. The presented experimental results and modelling of interdiffusion allows for better understanding of thermal stability of such systems. The heterogeneous reaction are often controlled by the rate of interdiffusion in alloy and/or diffusion in produced layer. As an example of such process we finaly discuss selective sulphidation of quaternary Fe-Cr-Mn-Si alloy.

5

Model struktury defektów w tlenku CuO

63%

Migdalska M. , Grzesik Z.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

tom nr 11

529-531

PL

W oparciu o wyniki wcześniejszych badań mechanizmu powstawania fazy CuO na powierzchni Cu2O, uzyskane metodami markerów i dwuetapowego utleniania oraz kinetyki utleniania Cu2O w funkcji temperatury i prężności tlenu, wykazano, że dominującymi defektami punktowymi w tlenku CuO są podwójnie zjonizowane wakacje kationowe. Przedstawiony w niniejszej pracy model struktury defektów uwzględnia fakt, że w zgodności z wynikami badań eksperymentalnych, stężenie defektów jonowych w omawianym tlenku, będącym samoistnym półprzewodnikiem elektronowym, rośnie z prężnością tlenu w potędze 1/2.

EN

Basing on experimental results reported previously and obtained using marker and two-stage oxidation methods as well as oxidation kinetic rates measurements, the defect structure model of CuO has been presented. It has been demonstrated that the predominant point defects in the discussed oxide, being an intrinsic electronic semiconductor are doubly ionized cation vacancies, the concentration of which increases with oxygen activity with power 1/2.

6

Thermodynamics and Kinetics of Point Defects in Nonstoichiometric Nickel Oxide

63%

Grzesik Z. , Mrowec S.

|

2005

|

tom Vol. 79 / nr 5

907-917

EN

Department of Solid State Chemistry, Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH University of Science and Technology, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland (Received October 4th, 2004; revised manuscript November 19th, 2004) The deviation from stoichiometry and chemical diffusion in metal-deficient nickel oxide have been studied as a function of temperature (1073-1673 K) and oxygen pressure (10-105 Pa), using microthermogravimetric techniques. It has been found that the nonstoichiometry, y, inNi1-yOis the following function of temperature and equilibrium oxygen pressure: y = 0.153.pO1/6 2 .exp (80kJ/mol RT) , clearly indicating that the predominant defects in this oxide are non-interacting, doubly ionised cation vacancies and electron holes randomly distributed in the crystal lattice. Re-equilibration rate measurements of nonstoichiometry have shown that the vacancy diffusion coefficient, DV, being the direct measure of defect mobility, does not depend on their concentration and is the following function of temperature: DV = 0.062.exp(-152kJ/mol RT) . Using both these results the self-diffusion coefficient of cations,DNi, inNi1-yOhas been calculated as a function of T and p(O2): DNi = 9.49.10-3.pO 1/6 2 .exp ( - 232kJ/mol RT) , being in excellent agreement with experimental results obtained on single crystalline material.

7

Badania typu zdefektowania dominującego w disiarczku niklu NiS2

63%

Grzesik Z. , Mrowiec S.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

tom nr 11

564-566

PL

W celu określenia typu dominującego zdefektowania sieci krystalicznej NiS2, zbadano mechanizm powstawania tego siarczku stosując metodę markerów. Badania te przeprowadzono w zakresie temperatur 823-923 K przy prężności par siarki 103-104 Pa. Stwierdzono, że markery złota naniesione przed reakcją na powierzchnię fazy NiS znajdują się po zakończeniu procesu siarkowania w połowie grubości warstwy produktu reakcji (NiS2). Wynik ten oznacza, że dominujące zdefektowanie w badanym siarczku występuje w obrębie podsieci kationowej.

EN

In order to elucidate the predominant disorder in the crystalline lattice of NiS2, the mechanism of sulphidation of NiS has been studied using marker technique. Experiments have been carried out in the temperature range 823-923 K in sulphur vapors under pressure between 103-104 Pa. It has been found that gold markers deposited on the surface of NiS substrate have been found after sulphidation in the interior of the NiS2 product layer, just in the middle of the thickness of it. These results have demonstrated that predominant defects in NiS2 disulphide occur in the cation sublattice.

8

Oxidation kinetics of steels utilized for production of exhaust tips for vehicle mufflers under thermal shock conditions

51%

Drożdż M. , Grzesik Z. , Jurasz Z. , Krasowski J.

|

tom nr 11

416--417

EN

The corrosion of four steels (X5CrNi18-10, X2CrTi12, X3CrTi17, X2CrTiNb18) in air atmosphere has been studied under thermal shock conditions. It has been found that all studied steels degraded in comparable degree and scales formed on their surfaces have very good adherence.

PL

Zbadano przebieg korozji czterech gatunków stali (X5CrNi18-10, X2CrTi12, X3CrTi17, X2CrTiNb18) w atmosferze powietrza, w warunkach wstrząsów cieplnych. Wykazano, że szybkość procesu korozji wszystkich badanych materiałów jest porównywalna, a powstające na ich powierzchniach zgorzeliny odznaczają się bardzo dobrą przyczepnością do podłoża.

9

Badania modelowe wpływu siarki na proces pylenia metalu stali 9Cr-1Mo w rafineryjnej instalacji platformingu CCR

51%

Hucińska J. , Grzesik Z. , Gajowiec G.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

tom nr 6

311-315

PL

Reforming katalityczny jest jednym z najważniejszych procesów prowadzonych w rafineriach ropy naftowej. Technologia reformingu katalitycznego jest wciąż rozwijana. Obecnie najbardziej zaawansowaną technologią jest wersja z katalizatorem platynowym, regenerowanym w sposób ciągły - platforming CCR (continuous catalyst regeneration). Materiały konstrukcyjne stosowane w sekcji reaktorowej reformingu katalitycznego pracują w środowiskach o wysokiej aktywności węgla, co sprzyja procesom nawęglania i pylenia metalu. Elementami najbardziej narażonymi na atak aktywnego węgla są rury pieców - podgrzewaczy wsadu reaktorów, wykonane ze stali chromowo-molibdenowych, zwykle typu 9Cr-1Mo lub 2,25Cr-1Mo. Rozwój technologii reformingu katalitycznego, mający na celu zwiększenie wydajności procesu (głównie poprzez obniżenie ciśnienia wsadu), doprowadził również do zwiększenia aktywności węgla we wsadzie, a tym samym zwiększenia ryzyka wystąpienia pylenia metalu. W celu ochrony materiału rur przed korozją typu pylenie metalu proponuje się dozowanie małych ilości siarki do wsadu instalacji. Jednakże wpływ siarki na proces pylenia metalu w jego zaawansowanym stadium jest nieznany. W niniejszej pracy przeprowadzono badania laboratoryjne skutków długotrwałego oddziaływania niewielkich ilości siarki - niższych od prężności rozkładowej siarczku FeS - na stal 9Cr-1Mo, po 10 latach jej eksploatacji w piecu instalacji platformingu CCR w Grupie Lotos SA. Stal znajdowała się w zaawansowanym stadium procesu pylenia metalu. Przeprowadzono dyskusję wyników badań z uwzględnieniem zagrożeń i korzyści dla praktyki rafineryjnej, wynikających z dozowania związków siarki do wsadu instalacji.

EN

Catalytic reforming is one of the most important processes used in petroleum refineries. This technology is still under evolution. Nowadays technologically most advanced version is catalytic reforming with platinum catalyst regenerated continuously - platforming (continuous catalyst regeneration). Materials used in reactor section are exploited in high carbon an activity environments, which favors carburization and metal dusting processes. The pipes which are used in charge heaters are the most exposed to active carbon atoms attack. These pipes are made of chromium-molybdenum steels, usually 9Cr-1Mo or 2,25Cr-1Mo steel. Evolution of catalytic reforming technology, aiming to increase the process efficiency (mainly by reducing charge pressure) also increases carbon activity in charge and thus risk of metal dusting occurrence. The small amounts of sulfur are recommended to be added to the charge in order to protect pipes material against corrosion, however influence of sulfur on metal dusting mechanism in its advanced stage is unknown. In this paper a long term influence of small amounts of sulfur (at pressure lower than the dissociation pressure of FeS) on 9Cr-1Mo steel after 10 years exploitation in platforming CCR charge heater in Grupa Lotos SA was investigated. It has been found that the steel was in advanced stage of metal dusting corrosion. The results were discussed in terms of risks and benefits to refinery practice resulting from sulfur addition to charge.

10

Wpływ SO2 na kinetykę utleniania stali zaworowych w wysokich temperaturach

51%

Grzesik Z. , Poczekajło A. , Kaczmarska A. , Mrowec S.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

tom nr 6

341-343

PL

Zbadano wpływ zawartości SO2 w ilości 100 i 500 ppm na szybkość utleniania w powietrzu trzech gatunków stali zaworowych (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9 i X53CrMnNiN20-8), stosowanych aktualnie do wyrobu zaworów w silnikach spalinowych. Badania przeprowadzone zostały w temperaturze 1173 K, tj. w maksymalnej temperaturze pracy zaworów w silnikach diesla. Stwierdzono, że proces korozji w tych warunkach nie przebiega ściśle według prawa parabolicznego za wyjątkiem stali X33CrNiMn23-8 zawierającej najwięcej chromu. Wykazano równocześnie, że obecność śladów siarki w atmosferze reakcyjnej zwiększa szybkość utleniania wszystkich trzech gatunków stali. Najbardziej wyraźny wpływ zaobserwowano w przypadku stali X50CrMnNiNbN21-9 zawierającej najmniejszą ilość chromu.

EN

The influence of 100 and 500 ppm of SO2 in air atmosphere on high temperature corrosion of steels (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9 and X53CrMnNiN20-8), utilized for the production of valves in diesel engines, has been investigated. These experiments have been carried out at 1173 K, i.e. at maximum temperature of valves, operating in diesel engines. It has been found that under these conditions the corrosion process did not follow exactly parabolic rate law with the exception of X33CrNiMn23- 8 steel, containing maximum chromium concentration. In addition, it has been found that the presence of SO2 in oxidizing atmosphere increases the corrosion rate. The most important influence has been observed in the case of X50CrMnNiNbN21-9 steel, containing the lowest concentration of chromium.

11

Nowe powłoki żaroodporne SiCO otrzymane na bazie polimerowych prekursorów ceramicznych

51%

Nyczyk-Malinowska A. , Smoła G. , Grzesik Z.

|

2017

|

tom nr 5

170--174

PL

Przeprowadzono wstępne badania utleniania wysokotemperaturowego stali austenitycznej 1H18N9 pokrytej powłoką SiCO, otrzymaną w wyniku pirolizy polimerowego prekursora ceramicznego V3. Wyniki testów utleniania izotermicznego oraz cyklicznego, przeprowadzonych w temperaturze 900oC, wykazały znaczną odporność badanej powłoki na działanie wysokiej temperatury w obecności atmosfery utleniającej.

EN

High temperature oxidation studies were initially performed on austenitic steel 1H18N9 covered by a SiCO coating obtained as the result of pyrolysis carried out on the polymer precursor ceramic V3. The results of isothermal and cyclic oxidation tests carried out at 900oC indicated that the studied coating exhibits significant resistance against the effects of a high temperature in the presence of an oxidizing atmosphere.

12

Influence of H2S on degradation of 9Cr-1Mo steel in advanced stage of metal dusting process

51%

Dampc J. , Grzesik Z. , Hucińska J.

Advances in Materials Science

|

2007

|

tom Vol. 7, nr 2(12)

7-12

EN

Samples of 9Cr-1Mo steel in an advanced stage of metal dusting after 10 years' service in CCR platforming unit have been under studies to consider a decision about dosage of a sulphur compound to the feed to stop degradation process of the steel. Effects of long-term exposure of the samples in a mixture of H2-H2S at 600°C have been examined. The examinations revealed that the exposure results in some unfavourable processes: diffusion of sulphur into the subsurface layer of the steel, formation of sulphide scale and diffusion of carbon in front of sulphur inside the steel.

13

Wysokotemperaturowa korozja stali zaworowych w warunkach szoków termicznych

51%

Grzesik Z. , Mrowiec S. , Jurasz Z. , Adamaszek K.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

tom nr 3

106-109

PL

Odporność metali na korozję wysokotemperaturową zależy w pierwszym rzędzie od własności ochronnych zgorzeliny oraz od jej przyczepności do podłoża. Przyczepność ta odgrywa szczególnie doniosłą rolę w warunkach wstrząsów cieplnych, podczas których w układzie zgorzelina-metal powstają naprężenia sprzyjające odpadaniu (odpryskiwaniu) warstwy zgorzeliny od podłoża. W związku z tym, podstawowym problemem w przypadku materiałów przeznaczonych do pracy w warunkach wstrząsów cieplnych jest zapewnienie możliwie dobrej przyczepności zgorzeliny do podłoża. Szczególnie drastyczne warunki występują podczas pracy zaworów wylotowych w silnikach spalinowych Diesla. Wśród materiałów stosowanych do wyrobu wspomnianych zaworów stosowane są tzw. stale zaworowe X33CrNiMn23-8 i X50CrMnNiNbN21-9. Stwierdza się jednak, że materiały te ulegają korozji, ograniczającej ich długotrwałe użytkowanie. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań utleniania tych materiałów w warunkach wstrząsów cieplnych i wykazano, że o odporności na korozję wysokotemperaturową decyduje w pierwszym rzędzie zawartość chromu w badanych stalach. Mianowicie, stal X33CrNiMn23-8 o większej zawartości chromu, wykazuje znacznie lepszą odporność dzięki powstawaniu ochronnej warstwy tlenku chromu, Cr2O3, silnie związanej z podłożem. Na stali o niższej zawartości chromu natomiast, X50CrMnNiNbN21-9, powstaje zgorzelina heterofazowa o znacznie gorszej przyczepności. Wykazano również, że obie stale pokryte ochronną powłoką hybrydową wykazują doskonałą odporność w warunkach wstrząsów cieplnych.

EN

Most frequently utilized materials for the production of valves in Diesel engines are X33CrNiMn23-8 and X50CrMnNiNbN21-9 steels with different chromium concentration. These materials are working in very severe conditions, due to rather high temperatures [1173 K] and in particular due to sudden temperature changes, described in the literature as thermal shocks. The resistance of any material against high temperature corrosion results from the formation on its surface of the layer of corrosion products called scale. The scale protects effectively the material in that case only when it is compact and strongly adherent to the substrate. Under such conditions, namely, high thermal stresses are developed in the scale-substrate system due to different thermal expansion coefficients of both materials and consequently, during heating and cooling, cracking and spalling of the scale is observed. In the present paper the results of the oxidation kinetics of discussed valve materials, obtained under thermal shock conditions, are described. It has been shown that the corrosion resistance of both materials under investigation depends first of all on chromium concentration. The X33CrNiMn23-8 steel with higher chromium concentration shows, namely, much better corrosion resistance due to the formation of protective Cr2O3 scale with very good adherence. In the case of the second, X50CrMnNiNbN21-9 steel with lower chromium concentration, the scale is heterogeneous, showing much worse adherence to the substrate. It has been shown finally, that both steels covered with protective hybrid coating show excellent corrosion resistance under thermal shock conditions.

14

Wysokotemperaturowa korozja stali zaworowych w atmosferze zawierającej parę wodną i kwas octowy

51%

Grzesik Z. , Migdalska M. , Mirowec S.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

tom nr 11

500-502

PL

Zbadano kinetykę utleniania stali zaworowych X33CrNiMn23-8 i X50CrMnNiNbN21-9 w temperaturze 1173 K w atmosferze powietrza zawierającego 49,5% pary wodnej oraz 0,5% par kwasu octowego. Stwierdzono, że mechanizm korozji badanej stali we wspomnianych warunkach jest złożony. Po okresie początkowym, trwającym od 20 do 40 godzin, proces utleniania zachodzi w przybliżeniu zgodnie z prawem parabolicznym. Stwierdzono, że obecność kwasu octowego w sposób znaczący zwiększa szybkość korozji stali X33CrNiMn23-8, nie wpływając praktycznie na szybkość degradacji stali X50CrMnNiNbN21-9 o mniejszej zawartości chromu.

EN

The oxidation kinetics of X33CrNiMn23-8 and X50CrMnNiNbN21-9 valve steel have been studied in oxidizing atmosphere, containing 49.5% of water vapor and 0.5% of acetic acid at temperature equal 1173 K. It has been found that the mechanism of corrosion under these conditions is rather complex. After early stages of the reaction, lasting between 20 and 40 hours, the process follows approximately parabolic kinetics. It has been found that the presence of acetic acid highly increases corrosion rate of X33CrNiMn23-8 steel but has no influence on the corrosion rate of X50CrMnNiNbN21-9 steel with lower chromium concentration.

15

Characteristic of cyclic oxidation of chosen austenitic steels in a steam atmosphere

51%

Kościelniak B. , Smoła G. , Grzesik Z.

Ochrona przed Korozją

|

2016

|

tom nr 1

2--5

EN

The aim of the study was to evaluate the oxidation resistance of chromium-nickel austenitic steels in an atmosphere, which contains oxygen and steam at a temperature of 750oC. The oxidation test of steel samples X2CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2, Super 304H and HR3C was carried out in a cyclic mode, made up of 100 cycles trials of 2 hours. The results show the mass changes of steels caused by a cyclic oxidation. The morphology and chemical composition of the oxide layer formed on the surface of tested samples were also described. It has been proved that under these conditions HR3C steel shows the best heat resistance and X2CrNiMo17-12-2 steel presents the worst tendency of oxides to defoliation.

PL

Celem badań była ocena odporności na utlenianie austenitycznych stali chromowo-niklowych w atmosferze zawierającej tlen i parę wodną w temperaturze 750oC. Utlenianie próbek ze stali X2CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2, Super 304H i HR3C przeprowadzono w sposób cykliczny, składający się ze 100 cykli trwających 2 godziny. Przedstawiono wyniki zmiany masy materiałów wywołanych cyklicznym utlenianiem. Scharakteryzowano również morfologię i skład chemiczny warstw tlenkowych powstałych na powierzchni badanych stali. Wykazano, że najlepszą żaroodporność w tych warunkach posiada stal HR3C, a najgorszą stal X2CrNiMo17-12-2 wykazująca skłonność do defoliacji tlenków.

16

Metoda markerów w układach z ceramicznym substratem o dużym stężeniu defektów punktowych

51%

Grzesik Z. , Smoła G. , Mrowiec S.

|

tom nr 11

531--534

PL

W pracy omówiono wpływ zdefektowania sieci krystalicznej siarczku lub tlenku, będącego substratem, na wynik w badaniach typu dominującego zdefektowania metodą markerów. Wykazano, że aby uzyskać racjonalne wyniki w przypadku substratów charakteryzujących się dużym stężeniem defektów punktowych, substraty te powinny być przed procesem „markowania” homogenizowane w stałej temperaturze i przy maksymalnym ciśnieniu utleniacza, przy którym pozostają stabilne. Ponadto, niestechiometria związków powinna być uwzględniona przy pisaniu odpowiednich reakcji chemicznych, w oparciu o które przewiduje się położenie markerów wewnątrz produktu reakcji. Rozważania teoretyczne przedstawione w niniejszej pracy zilustrowane zostały wynikami badań metodą markerów CoS2 i NiS2, narastającymi na silnie zdefektowanych siarczkach Co1-yS i Ni1-yS.

EN

The influence of crystalline lattice disorder of oxide or sulphide, being the substrate in investigations of predominant disorder, on the results obtained using marker method has been studied. It has been shown that the correct results of marker experiments in the case of highly defected ceramic substrates can be obtained, if these substrates before the reaction are submitted to homogenization at constant temperature and under highest oxidant activity under which they remain stable. In addition, in the case of highly defected compounds, the nonstoichiometry must be considered in formulating appropriate chemical reactions, being the basis for anticipating the location of markers in the interior of reaction product. Theoretical considerations presented in this work have been illustrated by the results of predominant disorder, obtained using marker method in CoS2 and NiS2, growing on highly disordered Co1-yS and Ni1-yS.

17

Wpływ składu mieszaniny reakcyjnej w procesie modyfikacji powierzchni stopu Al–Zn na wybrane właściwości fizykochemiczne powłoki a-SiCN:H

51%

Koper K. , Kyzioł K. , Kaczmarek Ł. , Grzesik Z.

|

tom Vol. 36, nr 4

160--165

PL

Metoda plazmochemicznego osadzania z fazy gazowej (PA CVD — Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) jest szeroko stosowaną techniką wytwarzania twardych, przeciwzużyciowych powłok oraz modyfikacji powierzchni podłoży metalicznych, w tym stopów aluminium. Technika ta pozwala na otrzymywanie jednorodnych powłok na podłożach o złożonym kształcie, o dobrej adhezji do podłoża, nawet w warunkach stosunkowo niskiej temperatury. Ponadto procesy plazmochemiczne znacząco wpływają zarówno na mikrostrukturę, chropowatość powierzchni, jak i parametry mechaniczne oraz tribologiczne otrzymywanych struktur. W pracy zastosowano typowe techniki dla inżynierii materiałowej, w tym skaningową mikroskopię elektronową (SEM) z analizą EDS, spektroskopię IR, mikroskopię sił atomowych (AFM), dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego. Twardość i moduł Younga wyznaczono metodą nanoindentacji, zużycie powierzchni oceniono na podstawie próby zarysowania. Uzyskane wyniki wskazują, że rodzaj źródła jonów azotu (N2 lub NH3) w mieszaninie gazowej użytej w procesie modyfikacji jonami N+, przed depozycją powłoki a-SiCN:H, bezpośrednio wpływa na jej strukturę w skali atomowej (rys. 2), co determinuje różnice w udziałach poszczególnych grup atomowych (rys. 4). Otrzymane rezultaty potwierdzają, iż zastosowanie modyfikacji jonami N+ w przypadku stopów Al–Zn jest najkorzystniejsze w przypadku użycia w mieszaninie reakcyjnej NH3, co prowadzi z kolei do największego utwardzenia badanej powierzchni (rys. 6).

EN

Plasma assisted chemical vapour deposition (PA CVD) is a wide used technology for the production of hard, anti-wear coatings and surface modification of metallic substrates, for example aluminum alloys. This method allows to deposit of homogeneous, well-adhesive coatings at low temperature on substrates with complex shape. Plasmochemical processes significantly impacts such surface parameters as microstructure, roughness, mechanical and tribological behaviour, etc. In this work the overview of the influence of N+ ion precursor (nitrogen or ammonia) in RF CVD (Radio Frequency Chemical Vapour Deposition) technique on the modification of Al–Zn alloys in plasma conditions using ion treatment, before deposition of aSiCN:H coating, has been presented. Typical techniques for materials engineering such as scanning electron microscope (SEM) with EDS analysis, IR spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction, nanoindentation method (hardness and Young modulus), scratch test were applied in the presented study. The obtained results indicate that type of the ion source of nitrogen (N2 or NH3) in the gas mixture used in the N+ ion modification process, before deposition of the a-SiCN:H coating, influences directly on structure in atomic scale (Fig. 2), this determines the different contributions of the respective atomic groups (Fig. 4). The work confirmed that the use of N+ ions modification process of Al–Zn surface is the most important in case of the use of NH3 in the gas mixture, and results in improvement of surface hardness (Fig. 6).

18

Korozja stali zaworowych w atmosferze spalin gazu LPG

51%

Grzesik Z. , Mrowiec S. , Adamaszek K. , Jurasz Z.

|

tom nr 11

546--548

PL

Zbadano przebieg korozji czterech gatunków stali zaworowych (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 i X55CrMnNiN20-8) w atmosferze spalin gazu LPG, w warunkach wstrząsów cieplnych. Wykazano, że proces korozji przebiega najwolniej w przypadku stali o największej zawartości chromu (X33CrNiMn23-8). Szybkość korozji wszystkich badanych stali w atmosferze spalin gazu LPG jest porównywalna do tej obserwowanej w przypadku atmosfer gazów spalinowych etyliny z 5% zawartością etanolu.

EN

The corrosion of four valve steels (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8 and X55CrMnNiN20-8) in combustion gases of LPG has been studied under thermal shock conditions. It has been found that X33CrNiMn23-8 steel, containing highest chromium concentration, shows best resistance to corrosion attack in comparison to other steels under investigation. The corrosion resistance of all studied steels in combustion gases of LPG is comparable with that observed in the case of combustion gases of petrol containing 5 wt. % of ethanol.

19

The Prospects In Designing New Generation Of High Temperature Coatings In Automobile Engines

51%

Dulińska D. , Pawlak W. , Grzesik Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

tom Vol. 60, iss. 2A

903--907

EN

The influence of the chromium layer with the thickness of 1 micrometer sputter-deposited on the X33CrNiMn23-8 and X50CrMnNiNbN21-9 steel surfaces on the oxidation behavior of these steels has been studied at 1173 K in air, using the microthermogravimetric technique. It has been found that coated materials show very good oxidation resistance under isothermal conditions, comparable with that of chromia formers, due to the formation of Cr2O3 scales on their surfaces. It has been also demonstrated that the positive effect of chromium addition on the oxidation resistance of investigated steels is observed during a much longer period of time than the life-time of the chromium coating.

PL

W pracy zbadano metodą grawimetryczną wpływ warstwy chromu o grubości 1 mikrometra, nałożonej metodą magnetronową na powierzchnie stali X33CrNiMn23-8 i X50CrMnNiNbN21-9, na kinetykę utleniania tych stali w temperaturze 1173 K w powietrzu. Przeprowadzone badania wykazały, że stale pokryte powłoką wykazują bardzo dobrą odporność na utlenianie w warunkach izotermicznych, porównywalną do tej, jaką charakteryzują się stopy z grupy chromia formers, w wyniku powstawania na ich powierzchni zgorzeliny zbudowanej z Cr2O3. Wykazano również, że korzystny wpływ dodatku chromu na odporność na utlenianie badanych stali obserwowany jest przez znacznie dłuższy czas od czasu stabilności samej powłoki.

20

High-temperature resistance of the austenitic stainless steels used for exhaust systems in cars with combustion engines

51%

Smoła G. , Majewska Z. , Grzesik Z.

|

tom nr 11

429--431

EN

The studies were carried out on two types of austenitic stainless steels, type 1.4404 and 1.4301 respectively. These two types of steels are applied in production of exhaust systems installed in cars with combustion engines. Investigations of these steels consisted in determining their resistance to high-temperature oxidation under thermal shock conditions. It has been shown that steels under discussion have good resistance against oxidation at high temperatures. It was found that scales formed during oxidation contain iron as well as chromium oxides and have a layered structure.

XX

Przeprowadzone zostały badania właściwości żaroodpornych dwóch typów austenitycznych stali nierdzewnych, 1.4404 i 1.4301, przeznaczonych do produkcji elementów układów wydechowych montowanych w samochodach z napędem spalinowym. Badania polegały na wyznaczeniu odporności stali w warunkach wstrząsów cieplnych. Wykazano, że będące przedmiotem badań stale charakteryzują się wysoką żaroodpornością. Stwierdzono, że powstające zgorzeliny zawierające tlenki żelaza i chromu mają budowę warstwową.