Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Termodynamiczne i kinetyczne warunki wytwarzania warstw borków żelaza w procesie borowania gazowego

100%

Pertek A.

|

tom Z. 72

271-277

PL

Zbadano proces zarodkowania i wzrostu borków żelaza oraz kinetykę tworzenia warstwy borowanej na żelazie Armco. Borowanie prowadzono w atmosferze otrzymanej z BCl3 i H2. Określono warunki równowagi między atmosferą gazową a borkami żelaza. Przedstawiono możliwość otrzymywania warstw borków o kontrolowanym składzie fazowym. Do badań zastosowano następujące metody badawcze: mikroskopii optycznej, rentgenowskiej analizy fazowej, mikroanalizy rentgenowskiej i analizę termodynamiczną.

EN

The equilibrium between gas atmospere from z BCl3, H2, Ar and the iron borides FeB and Fe2B using experimental and thermodynamic method was investigated. The possibility of controlling the phase composition of boronized layers was determined. The process of nucleation and growth of iron borides was investigated. The analysis of layers using OM, X-ray and SEM method was performed.

2

Two-stage gas boriding of carburized steel in N2-H2-BCl3 atmosphere

100%

Kulka M. , Pertek A. , Makuch N.

|

tom Vol. 32, nr 4

521-524

EN

Two-stage process of gas boronizing in N2-H2-BCl3 atmosphere was proposed to formation of gradient borocarburized layers. This process consisted in two stages: saturation by boron and diffusion annealing. During first step BCl3 was added to N2-H2 atmosphere. The higher BCl3 to hydrogen ratio than that previously reported was used. Second step consisted in diffusion annealing while an addition of BCl3 was switched off. This cycle was repeated a few times. This process was applied in order to acceleration of saturation by boron and its diffusion and to minimize of FeB phase presence. The microstructure and microhardness of produced layer have been compared to those obtained after earlier used continuous gas boriding in H2-BCl3 atmosphere. After two-stage boriding of carburized steel the microstructure at the surface consists of FeB and Fe2B borides. The darker FeB phase is distinctly visible. After through hardening a thin modified boride zone was visible at the surface. Next, the microstructure consisted of: FeB, Fe2B borides and hardened carburized substrate (martensite and alloyed cementite). The use of borocarburizing process provides the decrease in microhardness gradient between the surface and the substrate in comparison with typical borided layers formed on medium-carbon steels. Austenitizing in N2-H2 atmosphere can cause the tendency towards a loss of FeB phase at the surface. The first objective of two-stage boronizing proces in N2-H2-BCl3 atmosphere consisting in acceleration of boron diffusion has been efficiently realized. During the shorter boronizing process, carried out at lower temperature, about 1.5 times larger iron borides zone has been formed on carburized 17CrNi6-6 steel. Second objective, the elimination of FeB phase, has failed. However, the participation of FeB phase in iron borides zone was small. The longer time of diffusion annealing can help to realize this objective.

PL

Zaproponowano dwustopniowy proces borowania gazowego w atmosferze N2-H2-BCl3 do wytwarzania gradientowych warstw boronawęglanych. Proces składał się z dwóch etapów: nasycania borem oraz dyfuzyjnego wyżarzania. W pierwszym etapie dodawano BCl3 do atmosfery N2-H2. Stosowano większą niż zwykle zawartość BCl3 w porównaniu z wodorem. Drugi etap polegał na dyfuzyjnym wyżarzaniu w atmosferze N2-H2. Cykl powtarzano kilka razy. Proces stosowano w celu przyspieszenia nasycania borem i jego dyfuzji oraz zminimalizowania udziału fazy FeB w strefie borków. Mikrostrukturę i mikrotwardość wytworzonej warstwy porównano z uzyskiwanymi w procesie ciągłego borowania gazowego w atmosferze H2-BCl3. Po dwustopniowym borowaniu nawęglonej stali w mikrostrukturze przy powierzchni występują borki FeB i Fe2B. Ciemniejsza faza FeB jest wyraźnie widoczna. Po utwardzaniu cieplnym przy powierzchni występuje zmodyfikowana strefa borków, pod którą zaobserwowano borki FeB, Fe2B oraz utwardzoną cieplnie warstwę nawęgloną (martenzyt i cementyt stopowy). Zastosowanie procesu boronawęglania zapewnia łagodniejszy spadek mikrotwardości między powierzchnią a podłożem w porównaniu z typową warstwą borowaną wytworzoną na stali średniowęglowej. Austenityzowanie w atmosferze N2-H2 może powodować zanik fazy FeB na powierzchni. Pierwszy cel dwustopniowego procesu borowania w atmosferze N2-H2-BCl3 polegający na przyspieszeniu dyfuzji boru został osiągnięty. Po krótszym procesie borowania, prowadzonym w nieco niższej temperaturze wytworzono warstwę o grubości 1,5 razy większej. Drugi cel w postaci eliminacji fazy FeB z mikrostruktury nie powiódł się, choć udział tej fazy w strefie borków był mały. Do realizacji tego celu potrzebne będzie wydłużenie czasu wyżarzania dyfuzyjnego.

3

Low-cycle fatigue strength of borocarburized 15NiCr13 steel

100%

Dziarski P. , Makuch N. , Kulka M. , Mikołajczak D.

|

tom Vol. 36, nr 2

69--73

EN

The high fatigue resistance of carburized layers is well known. Simultaneously, there is not much data referring to the fatigue strength of borided layers. Some papers showed the advantageous influence of borocarburizing process on fatigue performance. The resistance of borocarburized layers to the lowcycle fatigue was higher than the one characteristic of typical borided layer formed on medium-carbon steel. In this study, the two-step process: carburizing followed by boriding was used in order to form the borocarburized layer. The investigated material as well as the boriding parameters were adequately selected in order to improve the low-cycle fatigue strength. The borocarburized 15NiCr13 steel was examined. This material was selected because of its advantageous carbon concentration-depth profile beneath iron borides obtained after boriding. The gas boriding in N2–H2–BCl3 atmosphere consisted of two stages: saturation with boron and diffusion annealing, alternately repeated. This treatment was carried out in order to obtain a limited amount of the brittle FeB phase in the boride zone. The low-cycle fatigue strength of through-hardened borocarburized steel was comparable to that obtained in case of throughhardened carburized specimen, which was previously investigated under the same conditions. The advantageous carbon concentration-depth profile as well as limited amount of FeB phase had a positive influence on the low-cycle fatigue strength. Therefore, the fatigue performance of borocarburized layer could approach a limit obtained for carburized layer.

PL

Duża odporność zmęczeniowa warstw nawęglanych jest powszechnie znana. Jednocześnie nie ma zbyt wielu danych dotyczących wytrzymałości zmęczeniowej warstw borowanych. Niektóre prace wskazywały na korzystny wpływ boronawęglania na odporność zmęczeniową. Dla warstw boronawęglanych uzyskiwano większą odporność niż dla typowych warstw borowanych otrzymywanych na stali średniowęglowej. W pracy zastosowano do wytworzenia warstwy boronawęglanej dwustopniowy proces nawęglania i borowania. Badany materiał i parametry procesu borowania zostały odpowiednio dobrane w celu polepszenia niskocyklowej wytrzymałości zmęczeniowej. Do badań użyto boronawęglaną stal 15NiCr13, na której można było otrzymać korzystny profil stężenia węgla pod borkami żelaza po borowaniu. Borowanie gazowe w atmosferze N2–H2–BCl3 składało się z dwóch etapów: nasycania borem i wyżarzania dyfuzyjnego. Celem takiej obróbki było otrzymanie warstwy borków o ograniczonym udziale kruchej fazy FeB. Niskocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa boronawęglanej i utwardzonej cieplnie stali 15NiCr13 była porównywalna do osiągniętej dla nawęglanej i utwardzonej cieplnie próbki, którą badano w tych samych warunkach. Korzystny profil stężenia węgla oraz ograniczony udział fazy FeB w strefie borków miały pozytywny wpływ na niskocyklową wytrzymałość zmęczeniową. Właściwości zmęczeniowe boronawęglanej stali mogły się w ten sposób zbliżyć do wartości otrzymywanych dla stali nawęglanych.

4

Badania termodynamiki i kinetyki tworzenia warstw borków żelaza w procesie borowania gazowego.

70%

Pertek A.

|

tom R. XIX, nr 4

1112-1115

PL

Eksperymentalnie oraz teoretycznie za pomocą analizy termodynamicznej dowiedziono możliwości otrzymywania warstw o strukturze borków żelaza (FeB+Fe2B) lub Fe2B w procesie borowania gazowego z zastosowaniem BCl3 i BF3 oraz H2 jako gazu nośnego.