Wpływ niejednorodności struktury na wytrzymałość i plastyczność stali maszynowej po azotowaniu

W pracy zbadano możliwości modyfikacji mikrostruktury i właściwości strefy dyfuzyjnej warstwy azotowanej w stopach Fe-0,3Al i Fe-0,5Mo, w procesach niezależnych od procesu azotowania. Do tego celu wykorzystano procesy przesycania azotem uprzednio dostarczonym w czasie azotowania i starzenia. Zbadano zmiany strukturalne wywołane procesami przesycania i starzenia w obszarze strefy dyfuzyjnej warstwy oraz wynikające z nich zmiany właściwości mechanicznych i wytrzymałościowych. Określono mechanizmy umocnienia odpowiadające za obserwowane zmiany właściwości mechanicznych po procesach starzenia. Stwierdzono, że w stopie Fe-0,3Al zmiany właściwości mechanicznych są efektem umocnienia roztworowego rozpuszczonym azotem i wydzieleniowego, natomiast w stopie Fe-0,5Mo tylko roztworowego. Określono również rodzaje wydzielających się w czasie starzenia faz, ich zakresy temperaturowe wydzielania i rozpuszczania oraz energie aktywacji tych procesów. W pracy określono również wpływ warstwy azotowanej na właściwości wytrzymałościowe azotowanych stali 40HM i 33H3MF w zależności od udziału warstwy w badanych przekrojach. Krytycznym skutkiem występowania warstwy azotowanej w przekroju jest stan kruchy azotowanej stali. Wyznaczono krytyczne udziały warstw azotowanych charakteryzujące przejście w stan kruchy azotowanych stali 40HM i 33H3MF. Określono współczynniki intensywności naprężeń KIc dla warstw oraz azotowanych stali w zależności od udziału warstwy w badanych przekrojach a także wartości tego współczynnika (KIc) dla stanu kruchego azotowanej stali 40HM i 33H3MF.

---

In the work there were investigeted possibilities of microstructure modification and properties of diffusion area nitrided layer in the Fe-0,3Al and Fe-0,5Mo alloys, both in the processes independent from nitriding. There were used processes of super saturation by the nitrogen delivered during nitriding and quench aging. Structular changes produced by super saturation and quench aging in the diffusion area of layer were researched, together with resulted from them changes of mechanical and strength properties. Strengthening mechanisms causing observed, after quench aging, changes of mechanical properties were defined. It was found that, in the Fe-0,3Al alloy, changes of mechanical properties were the result of solid solution and precipitate hardening. While in the Fe-0,5Mo alloy, changes were only the effect of solid solution hardening. While in the Fe-0,5Mo alloy, changes were only the effect of solid solution hardening. Additionally types of precipitation phases during the quench aging, its temperature ranges of precipitation and solution, together with activation energy of the processes, were defined. In the work there was also determined the influence of the nitrating layer on strength of the nitrided 40HM and 33H3MF steels, depending on the participation of layer in the sample section. The critical effect of presence of nitrided layer in the section is brittle state of nitrided steel. The critical volume of nitrided layers characterizing the transition of the 40HM and 33H3MF steels into brittle state were defined. There were determined of the stress intesity coefficient (KIc) for layers and nitrided steels dependently on the participation layer in the samples sections and the coefficient value (KIc) for the brittle state of 40HM and 33H3mf steels.