Kierownik projektu: dr hab. Jerzy Wiedermann, prof. nzw. (Zakład Badań Właściwości i Struktury Materiałów)

Zleceniodawca: Politechnika Śląska

Celem pracy była weryfikacja technologii wytwarzania warstw borowanych na stopie niklu oraz ocena wpływu parametrów borowania na skład chemiczny, strukturę oraz twardość otrzymanych warstw. Ponadto, przeprowadzono analizę procesów korozyjnych warstw borowanych w komorze wilgotnościowej oraz solnej.

            W ramach pracy opracowano specjalistyczną metodykę badań warstw borowanych z wykorzystaniem detektora WDS umożliwiającego ilościową oraz jakościową analizę boru na powierzchni oraz przekrojach poprzecznych, co pozwoliło na poszerzenie możliwości badawczych IMŻ. Wyniki przeprowadzonych badań umożliwiły lepsze zrozumienie technologii wytwarzania powłok borowanych oraz wykorzystane zostaną w dalszym jej rozwoju.

            W pracy przeprowadzono analizę mikrostruktury, składu chemicznego oraz twardości warstw borowanych otrzymanych z wykorzystaniem różnego stosunku części aktywnej do obojętnej. Wykazano, że proces borowania prowadzi do równomiernego wzbogacenia warstwy wierzchniej stopu niklu w bor, w wyniku czego otrzymano wielostrefowe warstwy borowane o złożonej strukturze oraz składzie chemicznym. Ponadto, wykazano, że podczas procesu borowania następuje wzbogacenie warstwy wierzchniej stopu w krzem i, w zależności od parametrów procesu, powstanie ciągłej lub porowatej warstwy krzemowanejW każdym z analizowanych procesów borowania stwierdzono występowanie od 3 do 4 stref o zróżnicowanej zawartości boru oraz wydzieleń borkowych na granicach ziarn zawierających wysokie stężenie Nb, Cr i Mo. Analiza profilu boru na przekroju poprzecznym próbek wykazała, że w przypadku wszystkich procesów borowania pierwiastek ten obecny jest do głębokości około 130µm od powierzchni. Analiza mikrostruktury umożliwiła stwierdzenie, że dyfunduje on po granicach ziarn w głąb stopu. Twardość warstw otrzymanych w pozostałych procesach borowania waha się między 1089 – 1327 HV. Wykazano, że najwyższa twardość, w przypadku wszystkich procesów borowania, osiągana jest na głębokości około 30 µm od powierzchni stopu.