W pracy dokonano oceny wpływu azotowania jarzeniowego na własności warstwy wierzchniej wytypowanych do badań stopów tytanu. Proces azotowania jarzeniowego przeprowadzono w urządzeniu do azotowania typ[...]

w pracy dokonano oceny wpływu niekonwencjonalnego sposobu wspomagania procesu azotowania jarzeniowego na własności warstwy wierzchniej stopów tytanu stosowanych w medycynie. proces azotowania jarzeniowego przeprowadzono w urządzeniu do azotowania typu jon-600, dla wytypowanych stopów tytanu azotowanie przeprowadzono w czasie t = 36 ks (10 h), w temperaturze 833 k (560 °c) i przy ciśnieniu p = 1[...]

W niniejszej pracy podjęto próbę oceny wpływu parametrów procesów azotowania jarzeniowego na własności tribologiczne stali austenitycznej 316L. W celu doboru optymalnych parametrów azotowania autorzy niniejszego opracowania procesy azotowania przeprowadzili zgodnie z matematycznym planem doświadczeń przedstawionym na rysunku 1. Dla osiągnięcia założonych celów pracy przeprowadzono badania tr[...]

W pracy dokonano analizy wpływu różnych wariantów umiejscowienia próbki w komorze jarzeniowej na własności warstwy wierzchniej tytanu technicznego Grade 2. W celu oceny efektywności poszczególnych wariantów azotowania skupiono się głównie na analizie profilowej otrzymanych warstw powierzchniowych. Określono rozkład profilu pierwiastków Ti, N, O w warstwie wierzchniej metodą GDOES. Dodatkowo przeprowadzano badania metalograficzne otrzymanych struktur oraz profilu rozkładu twardości w warstwie wierzchniej. Zastosowanie osłon zwiększyło głębokość dyfuzyjnie naazotowanej warstwy na tytanie. S. 510 Hutnik - Wiadomości hutnicze Nr 7 The nitrided layers produced on titanium Grade 2 by glow discharge plasma nitriding at 530 °C in the processing time of 17 h were studied. The location of the[...]

W pracy dokonano analizy wpływu niekonwencjonalnych metod azotowania jarzeniowego na struktury warstw powierzchniowych uzyskanych na azotowanej stali austenitycznej 316L. W celu oceny efektywności wariantów procesu azotowania skupiono się głównie na analizie profilowej otrzymanych warstw powierzchniowych, wykonanej metodą optycznej spektroskopii emisyjnej wyładowania jarzeniowego (GDEOS) (rys. 1). Umożliwiło to opracowanie modeli budowy warstw powierzchniowych uzyskanych w wyniku azotowania jarzeniowego badanej stali austenitycznej (rys. 2). Stwierdzono obecność stref wydzieleń różnych typów azotków i austenitu przesyconego azotem o zróżnicowanych grubościach w zależności od zastosowanego wariantu azotowania jarzeniowego. 2009 r. Hutnik - Wiadomości hutnicze S. 513 In the work the a[...]

  W pracy zaprezentowano wyniki badań strukturalnych metodą rentgenowskiej analizy fazowej (GRD i GIXRD) warstw azotowa- nych na podłożu stali X2CrNiMo17-12-2. Proces azotowania przeprowadzono w temperaturze 400 °C i czasie 2 i 4 h. Część próbek poddanych azotowaniu okryto ekranami wspomagającymi proces. Na podstawie badań rentgenowskich stwierdzono, że otrzymane warstwy azotowane składają się z przypowierzchniowej warstwy azotków oraz strefy austenitu przesyconego azotem. Dodatkowo zauważono, że użycie ekranów wspomagających spowodowało wzrost głębokości dyfuzji azotu w głąb azotowanej powierzchni oraz zwiększyło jego koncentrację w fazie austenitu przesyconego azotem. Structural examinations results using GRD and GIXRD X-ray phase analysis methods of nitrided layers obtained on austenitic steel X2CrNiMo17-12-2 are presented in this paper. Nitriding process is performed at 400°C for 2 and 4 h. Set of nitrided samples is covered with an active screen. Based on the X-ray examinations it is stated that nitrided layers consist of nitrides in the surface layer and nitrogen saturated austenite zone. It has been also found that an active screen application causes nitrogen diffusion depth into nitrided surface and its concentration in the nitrogen-saturated austenite phase increase. Słowa kluczowe: azotowanie jarzeniowe, ekrany wspomagające, stal austenityczna Key words: glow discharge nitriding, active screen, austenitic steel Tablica 1. Średni skład chemiczny przykładowej warstwy azotowanej wraz z wartościami masowych współczyn[...]

  W pracy dokonano analizy wpływu różnych parametrów procesu azotowania jarzeniowego w atmosferze wodorowo-azotowej, na własności warstwy wierzchniej stali austenitycznej X2CrNiMo17-12-2. Umożliwiło to opracowanie modelu azotowania jarzenio- wego tej stali. Procesy azotowania jarzeniowego przeprowadzono w urządzeniu do azotowania typu JON-600. Ustalono, że proces azotowania na katodzie, a także wprowadzenie ekranu aktywnego prowadzi do zwiększenia stężenia azotu w warstwie wierzchniej - także i objętości względnej azotków. Czynnikiem determinującym charakterystykę jakościową i ilościową zjawisk zachodzących w obecności ekranu aktywnego jest uzyskanie dużego stężenia oraz dużej wartości energii jonów azotu oddziałujących z podłożem w trakcie azotowania. In the work the analysis of the influence of different parameters of the ionitriding process in N2 + H2 atmosphere on the properties of the surface layer of the austenitic stainless steel X2CrNiMo17-12-2 was made. It has allowed to elaborate the model of the stainless steel ionitriding. The equipments used in the experimental work was a current glow-discharge furnace JON-600. It was found that the process of cathode nitriding and use of active screen leads to an increase in the concentration of nitrogen in the surface layer and the relative volume of the nitrides. A factor which determines qualitative and quantitative characteristics of phenomena which occur in the presence of the active screen is high concentration and high level of energy of nitrogen ions which interact with base material during nitriding. Słowa kluczowe: stal austenityczne, azotowanie jarzeniowe, struktura warstwy wierzchniej Key words: austenitic steel, glow discharge nitriding, surface layer structure S. 752 UHTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE Nr 9 1. Wprowadzenie. Azotowanie jest wciąż atrak- cyjną metodą inżynierii powierzchni, umożliwiającą poprawę właściwości mechanicznych i użytkowych elementów konstrukcyjnych i części mas[...]

Azotowanie jest wciąż atrakcyjną metodą inżynierii powierzchni umożliwiającą poprawę właściwości mechanicznych i użytkowych elementów konstrukcyjnych i części maszyn, przede wszystkim ich twardości i wytrzymałości, odporności na zużycie w warunkach tarcia oraz odporności korozyjnej [1]. Modyfikowanie warstwy powierzchniowej stali austenitycznych w procesie azotowania gazowego w dużym stopniu utrudnia ich skłonność do pasywacji. Tworzą się zwarte warstwy tlenkowe Cr2O3 hamujące dyfuzję atomów innych pierwiastków w głąb warstwy. Dlatego w procesie azotowania gazowego tych materiałów jest stosowany zabieg usuwania tej warstwy tlenków w celu aktywacji powierzchni. Proces azotowania w warunkach wyładowania jarzeniowego pozwala na wytwarzanie warstw o lepszej jakości niż po konwencjonalnym azotowaniu gazowym [2]. Ponadto azotowanie jarzeniowe umożliwia usunięcie warstw tlenkowych utrudniających dyfuzję azotu już w początkowym etapie tego procesu, eliminując jednocześnie konieczność wstępnej aktywacji powierzchni [3]. Aktywacja powierzchni przez rozpylanie katodowe jest połączona z jej bombardowaniem niskoenergetycznymi jonami. Energia tych jonów musi być większa od energii progowej rozpylania atomów powierzchniowych [4]. Azotowanie jarzeniowe stali austenitycznej w temperaturze powyżej 500°C powoduje zmniejszenie stężenia chromu, zdecydowanie pogarszając odporność korozyjną [5]. Dlatego proces azotowania jarzeniowego stali austenitycznej prowadzi się w temperaturze poniżej 500°C [6]. W Instytucie Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej prowadzone są badania niskotemperaturowego azotowania materiałów metalicznych, między innym stali austenitycznych w warunkach wyładowania jarzeniowego prądu stałego. Analiza dotychczas uzyskanych wyników badań umożliwiła zaproponowanie modelu i mechanizmu azotowania jarzeniowego stali austenitycznej X2CrNiMo17-12-2 w różnych obszarach wyładowania jarzeniowego prądu stałego w odniesien[...]

  W artykule zamieszczono wyniki badań warstw wierzchnich wytworzonych na podłożu stali austenitycznej X2CrNiMo17-12-2 w warunkach wyładowania jarzeniowego w procesie niskotemperaturowego oraz krótkookresowego (maksymalnie 400 °C / 4 h) azotowania. Warstwy wierzchnie analizowane w pracy wytworzono równolegle w klasycznym procesie katodowym oraz nowatorską metodą z wykorzystaniem ekranów aktywnych, intensyfikujących proces azotowania. Parametry procesów azotowania jarzeniowego dobrano tak, aby w tworzącej się warstwie wierzchniej ograniczyć ilość wydzielonych faz azotkowych, szczególnie azotków chromu, prowadzących do obniżenia odporności korozyjnej stali austenitycznej X2CrNiMo17-12-2. The paper presents results of investigation of X2CrNiMo17-12-2 austenitic stainless steel surface layer submitted to short-term low-temperature (maximum 400 °C / 4 h) glow discharge nitriding. Analyzed surface layers were produced in parallel cathode ion nitriding process and process using an innovative active screen method which intensifies glow discharge nitriding. The ionitriding parameters were selected in order to keep the nitrides precipitation to a minimum, particularly chromium nitrides occurrence of which leads to a X2CrNiMo17-12-2 steel corrosion resistance decrease. Słowa kluczowe: stal austenityczna, azotowanie jarzeniowe, ekrany aktywne Key words: austenitic stainless steel, glow discharge nitriding, active screen Rys. 1. Przykładowe profile rozmieszczenia azotu i chromu w warstwie wierzchniej w zależności od przyjętych parametrów i wa- riantów procesu azotowania: a) proces katodowy, b) proces z użyciem ekranu aktywnego (GDOES) Fig. 1. Concentration profiles of nitrogen and chromium in surface layer depending on process parameters and variants a) cathode nitriding, b) active screen nitriding 2012 r. HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE S. 390 pracy. Te niekorzystne właściwości można zmienić po- przez wytworzenie warstw powierzchniowych. Bardzo dobry efekt[...]

Spośród biomateriałów metalicznych stopy na osnowie tytanu, ze względu na swoje właściwości użytkowe, są uważane za podstawowe. Są konkurencyjne dla używanych w medycynie stali austenitycznej oraz stopów na osnowie kobaltu. Tytan i jego stopy w porównaniu z innymi materiałami konstrukcyjnymi wyróżniają się przede wszystkim dużą wytrzymałością względna (Rm/ρ) w szerokim zakresie temperatury i dobrą odpornością na korozję w wielu chemicznie agresywnych środowiskach [1]. Cechują się także dużą wytrzymałością na rozciąganie i zmęczenie, korzystną proporcją wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności oraz małą wartością modułu Younga w połączeniu z małą gęstością (ok. 4,5 g/cm3) [2]. Tytan i jego stopy dzięki dobrej biozgodności jest powszechnie stosowany w bioinżynierii. Szczególnie w chirurgii kostnej na wszelkiego rodzaju implanty i endoprotezy oraz w kardiochirurgii - między innymi na zastawki i podzespoły rozruszników serca. Stosowany jest także w urządzeniach chirurgicznych oraz protetyce. Zaliczany jest do biomateriałów długotrwałych, których czas przebywania w organizmie znacznie przekracza dwadzieścia pięć lat [3, 4]. Pomimo wielu cennych zalet, podstawowym mankamentem ograniczającym stosowanie stopów tytanu są ich małe właściwości tribologiczne [5]. Charakteryzują się bardzo dużą wartością współczynnika tarcia i małą odpornością na zużycie ścierne. Dlatego dla elementów wykonanych z tytanu i jego stopów pracujących w warunkach tarcia jest konieczne stosowanie obróbki powierzchniowej. Analiza danych literaturowych wskazuje na trudności w prowadzeniu obróbki cieplno-chemicznej ze względu na właściwości chemiczne tytanu i jego stopów. Azotowanie jarzeniowe pozwala na konstytuowanie warstwy wierzchniej podłoża tytanu o określonej mikrostrukturze, składzie fazowym i chemicznym. Umożliwia jednocześnie zdecydowaną poprawę właściwości tribologicznych [6]. Azotowanie w warunkach wyładowania jarzeniowego prowadzi si[...]