An assessment method of heat treatment parameters and selected synergies for the development of steel for nitriding

Jednym ze sposobów poprawiających właściwości konstrukcyjne różnych gatunków stali jest azotowanie. Azotowanie jest zabiegiem cieplnym polegającym na dyfuzyjnym nasyceniu azotem warstwy powierzchniowej stalowego elementu. Proces ten polega na wprowadzeniu do warstwy wierzchniej przedmiotu stalowego azotu, który wiąże się z żelazem oraz dodatkami stopowymi, zwłaszcza aluminium, tworząc powierzchniową warstwę azotków. W przeciwieństwie do nawęglania przy azotowaniu strefa powierzchniowa utwardza się bez dodatkowej obróbki cieplnej. Azotowaniu poddaje się stale uprzednio ulepszone cieplnie. W tribologii w celu poprawy odporności na ścieranie badanych stali można wykorzystać proces azotowania, który zwiększa odporność na zużycie i podnosi własności mechaniczne. W pracy wykorzystano statystyczne metody planowania eksperymentów, na podstawie których opracowano układ eksperymentów – plan czynnikowy kompletny 2(3-0) umożliwiający identyfikację wpływu trzech parametrów obróbki cieplnej na kształtowanie się własności mechanicznych badanych stali. Na podstawie wyników zaplanowanych i przeprowadzonych eksperymentów polegających na azotowaniu badanych stali zgodnie z zaplanowanym zestawem wartości parametrów obróbki cieplnej opracowano modele regresyjne odwzorowujące wpływ wartości parametrów obróbki cieplnej na własności mechanicznych wybranych gatunków stali. Opracowane modele regresyjne wykorzystano do doboru takich parametrów obróbki cieplnej, których synergizm jest największy. Za pomocą zaplanowanych doświadczeń można pokazać, jak wpływa temperatura hartowania, odpuszczania oraz azotowania na kształtowanie się własności mechanicznych wybranych gatunków stali.Nitriding is one of the ways to improve the construction characteristics of different types of steel. Nitriding is a heat input for the diffuse nitrogen saturation of the surface layer of the steel element. This process consists of the introduction to a film passing through the steel object, which is associated with iron overload and especially aluminium, creating a surface layer of borides. In contrast to surface area nitriding cured without additional heat treatment, nitriding is constantly tempered. This work uses statistical methods to design experiments. The plan is to complete a fractional factorial design 2 (3-0) to identify the impact of three parameters of the heat treatment on the evolution of the mechanical properties of steel. On the basis of the results of planned and carried out experiments involving the nitriding of steel in accordance with the scheduled set of parameter values of the heat treatment, Regression models were developed that capture the impact of the parameter values of the heat treatment on the mechanical properties of selected steel grades