Wyniki 11-20 spośród 34 dla zapytania: authorDesc:"Jerzy Michalski"

Gazowe azotowanie i jego odmiany w przemysłowych zastosowaniach

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono współczesne zastosowania azotowania gazowego i jego odmian. Przedstawiono wyniki opracowanych w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej przemysłowych technologii azotowania. Opisano technologie azotowania: antykorozyjnego, narzędzi do obróbki plastycznej na gorąco, wysokoobciążonych elementów maszyn, stali trudnoazotujących oraz narzędzi ze stali szybkotnących. ABSTRACT Th[...]

Korozja i pasywacja warstw azotkowych na żelazie

Czytaj za darmo! »

Badano korozyjne zachowanie warstw wierzchnich żelaza z azotkami , ’ i  + ’ otrzymanymi na drodze azotowania gazowego w 570oC. Pomiary przeprowadzono w obojętnych i zakwaszonych roztworach siarczanów oraz w buforze boranowym o pH = 8,4 bez i z dodatkiem chlorków lub amoniaku. Odporność korozyjna warstw azotkowych w roztworach siarczanów była większa niż odporność żelaza, natomiast w roztworze boranowym ich odporność była mniejsza. Pomimo zwiększonej korozji ogólnej, w boranach z dodatkiem chlorków warstwy azotkowe wykazywały bardzo wysoką odporność na korozję wżerową. Analiza powierzchni za pomocą XPS wykazała, że produkty korozji na azotowanym żelazie zawierały znacznie większe ilości tlenków żelaza, zwłaszcza magnetytu, niż na żelazie nieazotowanym. Zaproponowan[...]

Azotowanie gazowe przy kryterium ograniczonej grubości warstwy azotków żelaza

Czytaj za darmo! »

Rozwój azotowania gazowego i systematyczne rozszerzanie się zakresu jego stosowania w praktyce powoduje, że problematyka wytwarzania warstw azotowanych na stalach ciągle znajduje się w centrum zainteresowania przemysłu, jak i ośrodków badawczych zarówno z poznawczego, jak i aplikacyjnego punktu widzenia. Badania koncentrują się głównie na ustalaniu relacji pomiędzy budową warstwy azotowanej, parametrami jej wytwarzania a jej własnościami: odpornością na zużycie przez tarcie i zatarcie, odpornością na korozję oraz wytrzymałością zmęczeniową. Wytwarzanie warstw azotowanych, spełniających tak szerokie spektrum właściwości, wymaga coraz dokładniejszego projektowania procesów do ich wytwarzania. Szczególne znaczenie mają warstwy azotowane z ograniczoną grubością przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza nie przekraczającej 5÷7 μm i różnych przy tym grubościach efektywnych gr+50 nie mniejszych niż 0,20÷0,50 mm. Takie warstwy są stosowane głównie do części maszyn narażonych w eksploatacji na zużycie przez tarcie i zmęczenie przy dużych, cyklicznych obciążeniach [1, 2]. W artykule omówiono warunki wytwarzania na stalach warstw azotowanych o ograniczonej grubości warstwy azotków żelaza i założonej grubości efektywnej warstwy roztworowej (wydzieleniowej) w atmosferach azotujących uzyskanych z dwuskładnikowej atmosfery wlotowej amoniaku z azotem. ME TODYKA BADAŃ Procesy azotowania prowadzono w przemysłowym piecu wgłębnym typu Nx609, firmy Nitrex Metal I.n.c. o wymiarach retorty Φ 600×900 mm, z komputerowym sterowaniem parametrami procesu (tab. 1). Badania warstw azotowanych obejmowały m.in. pomiary grubości przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza na trawionych szlifach metalograficznych. Grubości efektywne gr+50 HV0,5 określane ze zmian twardości, wykonywane były na nietrawionych szlifach metalograficznych. Na podstawie badań grawimetrycznych obliczano całkowitą masę azotu mc w warstwie azotowanej odniesioną do je[...]

Metody obróbki cieplno-chemicznej przewodów luf broni strzeleckiej

Czytaj za darmo! »

Badania dotyczące możliwości i celowości zastąpienia dotychczas stosowanej stali 30HN2MFA i obróbki powierzchniowej stosowanej w produkcji luf broni strzeleckiej kalibru 5,56 mm stanowi przedmiot badań IMP od kilku lat. Dotychczas lufy broni strzeleckiej kalibru 5,56 mm i podobne są w większości produkowane z niskostopowych stali konstrukcyjnych, podobnych do używanej do tego celu krajowej stali 30HN2MFA. Po wstępnej obróbce mechanicznej elementy na lufy z takich stali są ulepszane cieplnie do twardości przeważnie w zakresie 25÷35 HRC, po czym są poddawane obróbce plastycznej mechanicznej wykańczającej. Rozpowszechnione elektrolityczne chromowanie przewodów tak wykonanych luf ma na celu ich zabezpieczenie przed korozją podczas długotrwałego, często wieloletniego składowania, a także w pewnym stopniu chroni wnętrze lufy przed niszczeniem od gazów prochowych. Chemiczne czernienie lub także następne lakierowanie zewnętrznej powierzchni luf o przewodach chromowanych elektrolitycznie służy jako środek ich zabezpieczenia przeciwkorozyjnego i przeciwodblaskowego. Poszukiwania nowych technologii m.in. cieplnych i cieplno-chemicznych, połączonych z głębokim wymrażaniem może zagwarantować wzrost trwałości finalnego wyrobu przy mniejszej uciążliwości technologii dla środowiska naturalnego [6]. Me toda chromowania elek trolityczneg o Badaniom poddano lufy broni strzeleckiej kalibru 5,56 mm wykonane ze stali konstrukcyjnej 30HN2MFA chromowanej elektrolitycznie [4]. W badaniach stosowano przyspieszoną metodę oceny trwałości lufy, polegającą na wystrzeleniu w krótkim czasie 1000 szt. amunicji. Pomiędzy wystrzeliwaniem kolejnych partii amunicji lufę ochładzano w powietrzu i obserwowano stopień zużycia przewodu za pomocą boroskopu. Lufy chromowane elektrolitycznie, uległy zniszczeniu głównie przez cykliczne zmiany objętości podłoża stalowego, powodujące pękanie i wykruszanie leżącej na nim warstwy chromu. Taki charakter zużycia występuj[...]

Aspekty technologiczne wytwarzania na stalach węglowych warstw azotowanych o podwyższonej odporności na korozję

Czytaj za darmo! »

Warstwy azotowane na stalach węglowych charakteryzują się dobrymi właściwościami tribologicznymi i antykorozyjnymi [1, 2]. Połączenie dobrych właściwości tribologicznych i antykorozyjnych uzyskiwanych warstw umożliwiło wykorzystanie warstw azotowanych w wielu dziedzinach przemysłu. Za odporność na korozję warstw azotowanych na stalach węglowych odpowiada przypowierzchniowa warstwa azotków żelaza. Jej struktura fazowa, proporcje faz ε i γ′ i grubość. W wyniku azotowania, w zależności od dobranych parametrów i przebiegu procesu, można uzyskać warstwy azotowane różniące się przypowierzchniową warstwą azotków żelaza, tj.: 1. zbudowaną z fazy γ′, tworzącej się w czasie całego procesu, 2. zbudowaną z fazy γ′, uzyskanej przez przemianę fazy ε wytworzonej w pierwszej fazie procesu, 3. zbudowaną z mieszaniny faz ε i γ′, z fazą γ′ wydzieloną z fazy ε podczas chłodzenia wraz z wyodrębnioną przy podłożu strefą γ′, 4. zbudowaną wyłącznie z mieszaniny faz ε i γ′, z fazą γ′ wydzieloną z fazy ε podczas chłodzenia, 5. zbudowaną z fazy ε i mieszaniny faz ε i γ′, z fazą γ′ wydzieloną z fazy ε podczas chłodzenia. Przedmiotem badań opisanych w artykule były dwa rodzaje warstw azotowanych: z warstwą azotków zbudowaną z fazy γ′ (1), zbudowaną z fazy ε oraz mieszaniny faz ε + γ′wydz (5). Te ostatnie (5) są szeroko wykorzystywane w różnych zastosowaniach przemysłowych [3]. Mają one grubość zwykle 15÷25 μm i charakteryzują się występowaniem [...]

Perspektywy wykorzystania rozporządzalności azotu jako parametru atmosfery azotującej

Czytaj za darmo! »

W procesach azotowania gazowego stosowane są najczęściej: jednoskładnikowe atmosfery wlotowe amoniaku NH3, a ponadto atmosfery dwuskładnikowe rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem NH3/NH3zd lub azotem NH3/N2. Parametrami charakteryzującymi atmosferę azotującą uzyskaną z tych atmosfer wlotowych są: potencjał azotowy Np, stopień dysocjacji amoniaku α oraz rozporządzalność azotu mN2. Potencjał azotowy określa potencjalne możliwości atmosfery azotującej z punktu widzenia tworzenia się faz azotowych α, γʹ, ε w warunkach równowagi stężeniowej azotu w atmosferze azotującej i na powierzchni wsadu. Z kolei stopień dysocjacji jest ilościowym parametrem określającym jaka część amoniaku z atmosfery wlotowej ulega rozkładowi w danym procesie, dostarczając azot atomowy niezbędny do utworzenia warstwy azotowanej. Rozporządzalność azotu jest parametrem, który wiąże stopień dysocjacji amoniaku z natężeniem przepływu atmosfery wlotowej Fw i zawiera informację o ilości azotu (w gramach na minutę) uzyskanego w warunkach procesu dla danego stopnia dysocjacji amoniaku i przy określonym natężeniu przepływu atmosfery wlotowej [1, 2]. W przypadku atmosfery azotującej uzyskanej z atmosfery wlotowej amoniaku NH3, jak również z atmosfery rozcieńczanej zdysocjowanym amoniakiem NH3/NH3zd, wystarczającym parametrem charakteryzującym w pełni te atmosfery jest potencjał azotowy Np lub stopień dysocjacji amoniaku α. Natomiast atmosfera azotująca uzyskana z atmosfery wlotowej amoniaku rozcieńczanego azotem NH3/N2, wymaga dwóch parametrów do pełnego jej scharakteryzowania, tj. potencjału azotowego Np i rozporządzalności azotu mN2. PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE ATMOSFERĘ AZOTUJĄCĄ Potencjał azotowy Dla każdej wartości natężenia przepływu Fw, temperatury procesu T i powierzchni wsadu Sw ustala się kwazirównowaga między atmosferą azotującą o danym składzie a powierzchnią fazy stałej (wsadu). Równowagę tę opisuje potencjał[...]

Kontrola kinetyki wzrostu warstwy azotowanej na stali X37CrMoV5-1 w procesie regulowanego azotowania gazowego

Czytaj za darmo! »

W procesach azotowania gazowego stosowane są: jednoskładnikowe atmosfery wlotowe amoniaku NH3 oraz dwuskładnikowe atmosfery rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem NH3/NH3zd lub azotem NH3/N2. Do kontroli procesu, a w konsekwencji kinetyki wzrostu warstwy azotowanej jest wykorzystywany potencjał azotowy Np lub stopień dysocjacji amoniaku α [1]. Wartość potencjału azotowego określa potencjalne możliwości atmosfery azotującej, stopień dysocjacji natomiast informuje, jaka część amoniaku w atmosferze wlotowej ulega rozkładowi w warunkach procesu, dostarczając azot atomowy niezbędny do utworzenia warstwy azotowanej. O kinetyce wzrostu warstwy azotowanej decyduje relacja pomiędzy strumieniem azotu z fazy gazowej do powierzchni a strumieniem azotu, który dyfunduje w głąb podłoża. Pierwszy strumień opisują prawa transportu masy w fazie gazowej, natomiast drugi prawa dyfuzji. Podczas procesu azotowania, w stałej temperaturze, można regulować w sposób bezpośredni tylko strumień azotu z fazy gazowej do azotowanej powierzchni [2]. Miernikiem tego strumienia jest rozporządzalność azotu atmosfery azotującej mN2, która wiąże stopień dysocjacji z natężeniem przepływu atmosfery wlotowej [3]: m V N NH 2 = 3 ⋅ ⋅ 0 5 22 414 28 016 , , , * (1) gdzie: V* NH3 - objętość amoniaku, dysocjującego podczas procesu azotowania. Objętość atmosfery wlotowej można zapisać w postaci: V V V w= + NH3 NH3 * ** (2) gdzie: Vw - objętość atmosfery wlotowej, V** NH3 - objętość amoniaku, która nie ulega dysocjacji. Ponieważ: V s VNH3 w * = ⋅ (3) gdzie: s - zawartość objętościowa amoniaku w atmosferze wlotowej, który ulega dysocjacji. Masę wydzielonego azotu uzyskanego z reakcji dysocjacji można obliczyć ze wzoru: mN2 s Vw = 1 ⋅ 1,6 (4) Podstawiając w miejsce objętości Vw natężenie jej przepływu Fw, l∙min-1, można obliczyć masę uzyskanego azotu w jednostce czasu w g/min: mN2 s Fw = 1 ⋅ ͺ[...]

Rozporządzalność azotu jako parametr uzupełniający kontrolę procesów azotowania gazowego w atmosferach rozcieńczanych azotem

Czytaj za darmo! »

Wymagania stawiane nowoczesnym konstrukcjom wymuszają konieczność opracowywania nowych i udoskonalania istniejących procesów uszlachetniania materiałów. Od wielu lat procesami takimi są obróbki cieplno-chemiczne, a wśród nich regulowane azotowanie gazowe. Zasadniczą zaletą azotowania jest jego dość niska temperatura (500÷600°C) w porównaniu na przykład z nawęglaniem, które prowadzi się w temperaturze powyżej 900°C. Azotowanie gazowe można realizować z wykorzystaniem czterech rodzajów atmosfer: jednoskładnikowej atmosfery amoniaku NH3, dwuskładnikowej atmosfery amoniaku rozcieńczanej zdysocjowanym amoniakiem NH3-NH3zd lub azotem NH3-N2 oraz atmosfery trójskładnikowej rozcieńczanej zdysocjowanym amoniakiem i azotem NH3-NH3zd-N2. Atmosferę azotującą niezależnie od jej rodzaju charakteryzują trzy główne parametry: potencjał azotowy Np, stopień dysocjacji amoniaku α oraz rozporządzalność azotu atmosfery azotującej mN2. Pierwszy, potencjał azotowy, określa potencjalne możliwości atmosfery azotującej z punktu widzenia tworzenia się faz azotowych α, γʹ i ε według układu Lehrera [1]. Potencjał azotowy wyrażany jest ilorazem ciśnień cząstkowych amoniaku do wodoru zgodnie z równaniem [2]: N p p p =( ) NH H 3 2 1,5 (1) gdzie: Np - potencjał azotowy, p - ciśnienie cząstkowe, NH3 - amoniak, N2 - azot. Drugi, stopień dysocjacji, jest ilościowym parametrem określającym jaka część amoniaku musi ulec rozkładowi, aby dostarczyć azotu in statu nascendi niezbędnego do utworzenia warstwy azotowanej i osiągnięcia równowagi określonej potencjałem azotowym. Trzeci z kolei, rozporządzalność azotu, jest parametrem, który wiąże stopień dysocjacji amoniaku z parametrem technologicznym, tj. natężeniem przepływu atmosfery wlotowej Fw i zawiera informację o ilości azotu (w gramach na minutę) uzyskiwanego podczas procesu azotowania gazowego dla określonego stopnia dysocjacji amoniaku i określonego natężenia przepływu a[...]

Projektowanie długookresowych procesów azotowania gazowego na przykładzie stali 32CDV13

Czytaj za darmo! »

Proces azotowania przebiega w warunkach wymuszonego przepływu atmosfery azotującej. Ilość azotu biorącego udział w tworzeniu się warstwy azotowanej zależy od temperatury, natężenia przepływu i składu atmosfery wlotowej. O kinetyce i składzie fazowym warstwy azotowanej decyduje relacja między strumieniami azotu z atmosfery do powierzchni stali i strumieniem azotu dyfundującego w głąb stali. Podczas procesu azotowania w sposób kontrolowany można regulować tylko strumień azotu z atmosfery azotującej do azotowanej powierzchni stali [1]. Cechą szczególną, a zarazem zaletą procesu regulowanego azotowania gazowego, jest możliwość wytwarzania warstw azotowanych z przypowierzchniową warstwą azotków żelaza z dokładnością do kilku mikrometrów, niezależnie od wymaganej grubości efektywnej warstwy roztworowej. Wśród tych warstw szczególne znaczenie mają warstwy z ograniczoną grubością przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza poniżej 10 μm i grubości efektywnej gr + 100 nie mniejszej niż 220 μm. Wytworzenie warstwy azotowanej o takiej budowie wymaga realizacji dwustopniowych procesów długookresowych trwających powyżej 12 h. Pierwszy stopień procesu jest prowadzony najczęściej przy wartościach potencjału azotowego z obszaru trwałości fazy ε według układu Lehrera. Podczas jego trwania następuje wzrost przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza ze znacznym udziałem fazy ε. Celem drugiego stopnia procesu prowadzonego przy niższych wartościach potencjału azotowego z obszaru trwałości fazy γʹ według układu Lehrera jest ograniczenie kinetyki wzrostu grubości przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza, przy jednoczesnym wzroście grubości warstwy roztworowej, dla której źródłem azotu jest warstwa azotków utworzona w pierwszym stopniu procesu [2, 3]. W zależności od wymagań dotyczących grubości warstwy azotków żelaza i grubości efektywnej warstwy roztworowej należy dobierać czas pierwszego i drugiego[...]

« Poprzednia strona  Strona 2  Następna strona »