Innowacyjna technologia obróbki cieplno-chemicznej elementów przekładni zębatych stosowanych w lotnictwie

W pracy przedstawiono wyniki badań wybranych gatunków stali do nawęglania zmodyfikowanych opracowaną w Instytucie Inżynierii Materiałowej PŁ, opatentowaną technologią nawęglania próżniowego z przedazotowaniem - - PreNitLPCR. Badania przeprowadzone zostały pod kątem wykorzystania wybranych podłoży stalowych w konstrukcjach nowoczesnych przekładni zębatych stosowanych w lotnictwie. Przedmiotem badań były próbki wykonane z następujących materiałów: FERRIUM C61 według US Patent 6.176.946; stal 8620 według SAE J404, stal EN39B według BS970-1 (zbliżona do 15NiCrMo) oraz stal 20H2N4A według PN/H 84035. Uzyskane technologiczne warstwy wierzchnie poddano następującym badaniom: - określenie twardości powierzchniowej i rdzenia metodą Vickersa, - określenie struktury warstwy przypowierzchniowej oraz struktury rdzenia z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej, - określenie grubości warstwy metodą metalograficzną, - określenie profilu węgla w warstwie nawęglonej z wykorzystaniem optycznej spektrometrii emisyjnej, - określenie efektywnej grubości warstwy nawęglanej, - określenie zawartości austenitu szczątkowego w warstwie przypowierzchniowej metodą analizy obrazu, - określenie właściwości tribologicznych metodą pin on disc. Wyniki badań potwierdziły korzystny wpływ technologii PreNitLPCR na strukturę i właściwości zmodyfikowanych warstw powierzchniowych.

---

The results of research on selected steel for carburizing are presented in this paper. The substrates were modified by patented, elaborated in Institute of Material Science of Technical University of Lodz, Poland, method of carburizing with preliminary nitriding PreNitLPCR. Researches were conducted with emphasis on application of heat treated substrates in modern aircraft gear transmissions. Samples made of following materials were the subject of researches: FERRIUM C61 in accordance with US Patent 6.176.946; steel 8620 in accordance with SAE J404, steel EN39B in accordance with BS970-1 and steel 20H2N4A in accordance with PN/H 84035. Samples made of investigated grades in shape of discs of dimensions O25,4×10 mm underwent the PreNitLPCR process in vacuum furnace 16.0VPT-4022/24 IQN delivered by Seco/Warwick Poland. Modified substrates underwent following researches: - determination of surface hardens by Vickers method at load 50 N and matching Rockwell hardness mean value, characterization of near surface and core structures by light microscopy , - determination of case depth by metallographic observation, - quantification of carbon profile along case depth by GDOES, - determination of effective case depth with 0.4% carbon criterion, - quantification of retained austenite content by image analysis, - tribological characterization of layers by "pin on disc" method.