Wyniki 1-10 spośród 10 dla zapytania: authorDesc:"Magdalena Rozmus-Górnikowska"

Warstwa wierzchnia aluminium modyfikowana impulsem lasera

Czytaj za darmo! »

Warstwę wierzchnią wyrobu można umacniać i wytwarzać w niej korzystne naprężenia ściskające przez odkształcenie plastyczne głównie metodą mechanicznego kulowania (shot peening) lub rzadziej dogniatania rolkami czy odkształcania wybuchowego. Pod pojęciem mechanicznego kulowania rozumie się proces, w którym powierzchnia materiału jest bombardowana strumieniem kulek twardego materiału: żeliwnych, stalowych lub szklanych. Kulki uderzają o powierzchnię obrabianego przedmiotu z energią wystarczającą do spowodowania odkształcenia plastycznego warstwy wierzchniej [1÷3]. Celem obróbki jest zwiększenie twardości warstwy wierzchniej oraz wytworzenie w niej naprężeń ściskających. Podobny efekt jak w przypadku mechanicznego kulowania można uzyskać, obrabiając powierzchnię światłem lasera o dużej gęstości mocy i krótkim czasie oddziaływania impulsu [4, 5]. Lasery są szeroko stosowane do spawania i cięcia metali oraz do wielu obróbek powierzchniowych, natomiast dotychczas niewiele badań poświęcono zastosowaniu wiązki lasera do utwardzania odkształceniowego warstwy wierzchniej i wytwarzaniu w niej korzystnych naprężeń ściskających. Analiza literatury dotyczącej porównania mechanicznego kulowania i laserowego odkształcania (LSP, Laser Shock Processing) wskazuje, iż proces laserowy może być bardziej efektywny, ekologiczny i ekonomicznie uzasadniony. Istotną zaletą stosowania lasera do obróbki powierzchniowej jest dokładna regulacja mocy, duża gęstość energii dostarczanej dokładnie do zamierzonego miejsca oraz możliwość precyzyjnego obrabiania tylko wybranego, nawet niewielkiego i trudno dostępnego fragmentu powierzchni [6]. Laserowe odkształcanie polega na modyfikacji powierzchni [...]

Mikrostruktura i mikrosegregacja warstwy ze stopu Inconel 625 napawanej łukowo na rury kotłowe DOI:10.15199/28.2015.5.22


  Celem pracy była ocena mikrostruktury i mikrosegregacji warstw ze stopu Inconel 625 napawanych na rury kotłowych ze stali 16Mo3. Wykazano, że w wyniku mikrosegregacji zachodzącej podczas krzepnięcia napoin ze stopu Inconel 625 następuje znaczne wzbogacenie obszarów międzydendrytycznych, tj. obszarów między ramionami dendrytów w Nb, a mniejsze w Mo. Jaśniejsze obszary na mapach rozmieszczenia (SEM, EDS) Nb i Mo są obszarami międzydendrytycznymi wzbogaconymi w Mo i Nb, natomiast widoczne w przestrzeniach międzydendrytycznych na mapach rozmieszczenia (TEM, EDS) Nb i Mo bardzo małe, jasne obszary są mocno wzbogacone w Mo i Nb, a znacznie zubożone w Cr i Ni. W dalszych badaniach zidentyfikowano je jako wydzielenia wydzielenia fazy Lavesa i (Nb, Ti)(C, N). Słowa kluczowe: mikrostruktura, mikrosegregacja, Inconel 625, SEM, TEM.1. WPROWADZENIE Ze względu na bardzo agresywne środowisko decydującym kryterium doboru materiałów na elementy kotłów energetycznych spalających odpady komunalne i przemysłowe jest odporność na korozję. Dlatego w celu zapewnienia wymaganej trwałości eksploatacyjnej elementy kotłów pracujące w najbardziej agresywnych środowiskach są zwykle napawane stopami Ni. Ze względu na bardzo dobrą odporność na korozję, dobrą wytrzymałość i spawalność, szeroko stosowanym do napawania jest umacniany roztworowo stop niklu Inconel 625. Pierwiastkiem zwiększającym odporność na korozję, szczególnie w atmosferze utleniającej, jest Cr i dlatego jest on podstawowym pierwiastkiem stopu 625. Ponadto Cr, a szczególnie Mo i Nb, umacniają stop roztworowo [1, 2]. Napawanie jest procesem nanoszenia materiału na powierzchnię wyrobów metodami spawalniczymi [3]. Powłoki napawane mają strukturę odlewu, której charakterystyczną cechą jest to, że podczas krystalizacji z jednorodnej cieczy otrzymuje się zwykle niejednorodne ciało stałe, gdyż podczas krzepnięcia następuje redystrybucja składników stopu. Rozmieszczenie domieszki w fazie stałej tworzącej [...]

Porównanie mikrostruktury, właściwości mechanicznych i składu chemicznego warstw ze stopu Inconel 625 napawanych laserowo i łukowo


  Elementy kotłów elektroenergetycznych pracujące w najbardziej agresywnych środowiskach są obecnie coraz częściej napawane stopami na osnowie Ni [1]. Do nanoszenia warstw przez napawanie stosuje się metody spawania gazowego (płomieniowego), łukowego, wiązką światła lasera lub elektronów. Powszechnie stosowanymi metodami napawania łukowego są: napawanie elektrodą nietopliwą w osłonie argonu (GTAW - gas tungsten arc welding) oraz elektrodą topliwą w osłonie argonu lub gazu aktywnego (GMAW - gas metal arc welding) [2]. Techniką konkurencyjną do napawania tradycyjnymi metodami spawalniczymi jest napawanie laserowe. Napawanie laserowe różni się od innych technologii tym, że do topienia materiału wykorzystuje energię promieniowania elektromagnetycznego dostarczaną w postaci wiązki światła lasera. Napawany stop, stopiony wiązką lasera rozpływa się po powierzchni podłoża, na którym krzepnie. Jednocześnie topi się cienka warstwa podłoża i występuje mieszanie się stopionego materiału podłoża z nanoszonym stopem, a podczas krzepnięcia tworzy się silne połączenie metalurgiczne między podłożem a powłoką [3, 4]. Dzięki szczególnym właściwościom wiązki laserowej jako źródła energii, technika napawania powłok laserem ma szereg zalet wyróżniających ją spośród konwencjonalnych metod spawalniczych. Dokładna regulacja gęstości mocy i jej rozkładu na przekroju wiązki laserowej powoduje, że nagrzewanie ma charakter lokalny, przez co ogranicza się ryzyko wystąpienia odkształceń cieplnych obrabianych elementów, jak również minimalizuje wielkość strefy wpływu ciepła. Przez odpowiedni dobór parametrów napawania laserowego uzyskuje się drobnoziarnistą mikrostrukturę z możliwością jej kształtowania od komórkowej do ukierunkowanej dendrytycznej. Napawanie laserowe można realizować w dowolnym kierunku i pod różnymi kątami, a powłoki można nanosić w miejscach trudnodostępnych, np. wewnątrz rur [5]. Technologia napawania elementów kotłów na skale przemysłową[...]

Microstructure of the surface layer of a Ti6Al4V alloy and X5CrNi18-10 steel after laser treatment

Czytaj za darmo! »

One of the relatively new method of mechanical surface treatments is Laser Shock Processing (LSP), which introduce strain hardening and compressive residual stresses into the treated surface layer. LSP uses laser pulses with pulse duration within the nanosecond range to modify the surface layers by means of high pressure [1, 2]. Laser parameters for LSP require power density ≥0.1 GW/cm2 and laser pulse duration ≤10-6 s. During the process, the laser beam is directed onto the surface of the material. The area to be treated is usually covered with two types of coatings: an absorbing coating, opaque to the laser beam, for example black paint, placed directly on the surface of the investigated material, and over this a transparent to the laser beam coating for example water [3, 4]. Figure 1 shows the scheme of the Laser Shock Processing. When the laser beam with sufficient intensity is directed onto the surface, it passes through the transparent layer and is absorbed by the black coating. The absorbing coating is vaporized and the vapor rapidly achieves very high temperatures at which electrons are ionized and a plasma plume is formed. The rapidly expanding plasma is confined on the surface of the metal by the layer of water, creating high pressures. This pressure propagating into the treated material as a shock wave, can induce microstructural changes and cause high increase of dislocation density and produce a high residual surface compressive stresses [5, 6]. The aim of this work was to investigate the effect of Laser Shock Processing on the microstructure and roughness of the surface layer of the Ti6Al4V titanium alloy and X5CrNi18-10 austenitic stainless steel. MATERIALS AND E[...]

Mikrostruktura i własności powłoki ze stopu Ni na rurach kotłowych ze stali P235GH

Czytaj za darmo! »

Obecnie trwałość elementów najbardziej narażonych na korozję podczas spalania odpadów w kotle zwiększa się przez napawanie powłok ze stopów niklu [1]. Napawanie jest procesem nanoszenia warstwy materiału na powierzchnię wyrobów metodami spawalniczymi. Powłoki nanoszone przez napawanie w porównaniu z powłokami nanoszonymi innymi metodami charakteryzują się silnym metalurgicznym połączeniem z metalowym podłożem ze względu na przetopienie materiału nanoszonego i warstwy podłoża. Ponadto względnie łatwo można wytworzyć warstwę niezawierającą porów i innych wad. W warstwie napawanej, ze względu na przetopienie podłoża, występuje ciągła zmiana składu chemicznego w kierunku od powierzchni do wnętrza. Nie występuje wyraźna granica rozdziału między warstwą wierzchnią a podłożem. Do nanoszenia warstw przez napawanie stosuje się metody spawania: gazowego (płomieniowego), łukowego, wiązką lasera lub elektronów [2]. Nową techniką napawania łukowego opracowaną w 2002 r. przez austriacką firmę Fronius jest tzw. Cold Metal Transfer (CMT) [3÷5]. Jest to metoda spawania z impulsowym podawaniem drutu, w której znacznie obniżono temperaturę łuku w porównaniu z tradycyjnym procesem spawania łukiem zwarciowym. W metodzie CMT drut jest przesuwany w kierunku podłoża do pojawienia się zwarcia. Następnie drut jest odciągany. Kiedy zwarcie zaniknie drut porusza się ponownie w kierunku podłoża i proces rozpoczyna się od początku. Charakterystyczną cechą metody CMT jest to, że przenoszenie metalu odbywa się przy małym prądzie, co spra[...]

Wpływ sposobu napawania rur kotłowych na ich mikrostrukturę i własności


  Artykuł zawiera wyniki oceny wpływu metody napawania Inconelem 625 rur kotłowych ze stali P235GH i 16Mo3 na mikrostrukturę i wła- sności podłoża i napoiny. Badania prowadzono na odcinkach rur kotłowych napawanych stopem niklu Inconel 625. Rury zostały dostarczone do Fabryki Kotłów SEFAKO S.A. przez czterech dostawców, stosujących różne metody napawania, a mianowicie CMT, MIG i TIG. Badania wykazały, że mikrostruktura i własności mechaniczne rur napawanych istotnie zależą od zastosowanej metody napawania oraz od składu chemicznego materiału podłoża. Paper presents results of investigation of cladding method applied to the boiler pipes from P235GH and 16Mo3 steels on the microstructure and properties of substrates and coatings. The investigations were made on the boiler pipes cladded with Inconel 625 delivered by different suppliers and overlaid at various conditions (CMT, MIG and TIG). The investigations showed that the microstructure and tensile properties of arc cladded boiler pipes considerably depend on the cladding methods as well as chemical composition of steel. Słowa kluczowe: napawanie, Cold Metal Transfer (CMT), MIG, TIG, mikrostruktura, własności mechaniczne Key words: cladding, Cold Metal Transfer (CMT), MIG, TIG, microstructure, mechanical properties.1. Wprowadzenie. Rozwiązania problemu utylizacji odpadów szukano już pod koniec XIX wieku. Pierwsza instalacja do spalania odpadów, z możliwością odzysku energii, powstała w Anglii w 1897 roku. Obecnie, instalacje do odzyskiwania energii cieplnej zawartej w odpadach komunalnych, zwane spalarniami stanowią nieodłączny element nowoczesnych systemów kompleksowego zagospodarowania odpadów komunalnych. Tworzące się podczas spalania odpadów spaliny zawierają jednak bardzo agresywne i szkodliwe dla środowiska związki, m.in. siarczki, chlorki i fluorki [1, 2]. Wysoka temperatura oraz chemicznie agresywne spaliny wymagają odpowiednich zabezpieczeń stykających się z nimi elementów kotłów. E[...]

Wpływ sposobu napawania rur kotłowych na mikrostrukturę i skład chemiczny napoin


  W kotłach spalających odpady komunalne i przemysłowe trwałość elementów najbardziej narażonych na korozję zwiększa się często przez napawanie powłok ze stopów niklu [1, 2]. Podstawowymi kryteriami technologicznymi, jakie powinna spełniać napawana powłoka ze stopu na osnowie niklu, jest mała zawartość żelaza mierzona na jej powierzchni oraz grubość powłoki nie większa niż 2,5 mm. Zwiększona zawartość Fe w napoinie ma niekorzystny wpływ m.in. na jej odporność korozyjną [3, 4]. Do napawania stosuje się często stop na osnowie Ni Inconel 625 zawierający do 0,5% Fe. Zwiększenie zawartości Fe w powłoce wynika z przetopienia i rozpuszczania materiału podłoża w nanoszonym materiale. Napawanie jest procesem nanoszenia materiału na powierzchnię wyrobów metodami spawalniczymi. Powłoki napawane w porównaniu z powłokami nanoszonymi innymi metodami, ze względu na przetopienie materiału nanoszonego i pewnej warstwy podłoża, charakteryzują się silnym połączeniem z podłożem. Ponadto w ten sposób można względnie łatwo wytworzyć warstwę nie zawierającą porów i innych wad [5]. W napoinie podobnie jak w spoinie materiałów różnoimiennych występują cztery strefy mikrostruktury: przetopiona, częściowego wymieszania, częściowo stopiona oraz wpływu ciepła (rys. 1). W strefie przetopionej wymieszanie nanoszonego materiału z podłożem jest całkowite, dlatego skład chemiczny tej strefy jest makroskopowo jednorodny. W strefie częściowego wymieszania skład chemiczny zmienia się od składu warstwy przetopionej do składu materiału podłoża. Do strefy częściowego wymieszania przylega strefa częściowo stopiona, w której skład chemiczny nie zmienia się i jest taki sam jak materiału podłoża. Temperatura podczas napawania w tym obszarze zmienia się od temperatury likwidusu do temperatury solidusu materiału rodzimego. Strefa wpływu ciepła obejmuje obszar materiału podłoża, w którym podczas napawania następuje wzrost temperatury aż do temperatury solidusu materiału [...]

Struktura i właściwości powłok ze stopów Inconel 625 i 686 napawanych metodą CMT na rury i ściany szczelne kotłów energetycznych DOI:10.15199/28.2015.6.2


  Structure and properties of Inconel 625 and 686 weld overlays deposited onto boiler pipes and membrane walls by the CMT technique In the paper results of complex microstructural, microchemical, mechanical and corrosion resistance investigations of Inconel 625 and 686 weld overlays deposited onto boiler pipes and membrane walls, which are used within boilers for waste incineration, are described. The membrane walls and boiler pipes (made of 16Mo3 steel) were weld overlaid in the SEFAKO S.A. using CMT (Cold Metal Transfer) technique. The average thickness of weld deposited coatings was about 2.5 mm, while thickness of the heat affected zone in pipes about 0.6 mm. The microstructure and chemical composition of the deposited coatings were analyzed using light, scanning and transmission electron microscopes connected to an energy dispersive X-ray analyzer (EDS) apparatus. The chemical composition variations in the content of Ni, Fe, Cr, Mo and Nb in the direction perpendicular to the coatings surface and dendritic microsegregation were examined. Moreover, mechanical properties were determined using tensile test samples made of overlaid pipes and membrane walls. Examinations showed a high strength and plasticity of the Inconel 625 and 686 weld overlaid boiler pips and membrane walls. EDS Microprobe measurements of the Inconel 625 and 686 weld overlays showed the Fe content rapidly decreasing in the direction from the Fe-rich substrate towards the coating to the level of 5 wt % within 30 μm, and near the coating surface the Fe content reaches level of only about 3%. Research showed that due to microsegregation that occurs during the process of solidification of the Inconel 625 weld overlays, the cores of the dendrites are richer in Ni, Fe and Cr, while the areas between dendrite arms, the so-called interdendritic regions, are richer in Mo and Nb. It was shown that W in 686 alloy segregates much less than Nb in Inconel 625 coatings. Microstructu[...]

Investigation of Ni-base coatings after corrosion test DOI:10.15199/28.2016.4.7


  Inconel 625 and 686 are Ni-Cr-Mo alloys used for its high strength, outstanding corrosion resistance, and excellent fabricability. For this reason, these alloys are typically used as a one of the most important coating material and can be applied to chemical and petrochemical plants, power generation sector, heat exchanger tubing for boilers of waste incinerators. To perform the Ni-base weld overlays, without introducing too much Fe, a new weld technique called Cold Metal Transfer (CMT) was used. This paper presents the mechanisms of high-temperature corrosion, microstructure and chemical composition of boiler elements after the waste incineration form ashes at 650°C from 500 h. Microstructure examinations of the Inconel 625 and Inconel 686 corroded surface were carried out by scanning electron microscopy (SEM) supported by energy dispersive spectroscopy (EDS). The phase compositions of the corroded surfaces were carried out by means of X-ray diffraction. Key words: Inconel 625, Inconel 686, corrosion layer.1. INTRODUCTION Corrosion-resistant Ni-base superalloys like Inconel 625 and Inconel 686 are widely used in several industrial sectors, including petrochemical or power generations, due to their high performance in aggressive environments. The field of their application as the structural materials depends, to a large extent, on the concentrations and the ratios between the contents of their main alloying components, primarily, chromium and molybdenum. Nowadays, Ni-base alloys are typically used to manufacture engineering components, or coatings for protection of cheaper metallic substrates, which should work in extreme conditions including mechanical loads and an aggressive environment at high temperature. Due to the excellent high temperature corrosion resistance and good strength at high temperatures Ni-base alloys can work in aggressive environments [1, 2]. Inconel 625 is a metallic materials, austenitic alloy, showing an extrao[...]

 Strona 1