NANOSTAL - Technologie obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej zaawansowanych stali

Kontakt:
dr hab. inż. Wiesław Świątnicki, prof. PW
wieslaw.swiatnicki@pw.edu.pl
22 234 81 03, 509 823 432

Grupa zajmuje się zagadnieniami kształtowania ich właściwości mechanicznych i użytkowych poprzez dobór składu chemicznego oraz otrzymywanie optymalnej budowy fazowej i mikrostruktury.

Optymalną mikrostrukturę i właściwości osiąga się dzięki projektowaniu innowacyjnych technologii obróbki cieplnej, w tym technologii wytwarzania struktury nanokrystalicznej przy wykorzystaniu przemian fazowych. Prowadzone są badania nad rozwojem technologii hybrydowych łączących obróbki cieplno-chemiczne (nawęglanie, azotowanie i inne) z procesami nanostrukturyzacji stali. Celem tych prac jest wytworzenie twardej i odpornej na pękanie nanokrystalicznej warstwy wierzchniej z gradientowym przejściem do submikronowego, ciągliwego rdzenia. Rozwijane są technologie otrzymywania stali wielofazowych o dużej wytrzymałości i formowalności. Prowadzone są badania kinetyki przemian fazowych w stalach, badania ich mikrostruktury przy wykorzystaniu technik mikroskopii elektronowej (TEM, SEM) i mikroskopii świetlnej oraz badania szerokiego wachlarza właściwości mechanicznych i użytkowych. Badane są procesy degradacji struktury i właściwości stali pod wpływem czynników zewnętrznych: temperatury i naprężeń, środowiska korozyjnego, w tym zjawiska zmęczenia i zużycia ciernego oraz kruchości wodorowej stali. Realizowane w grupie prace i projekty badawcze mają aspekty praktyczne i aplikacyjne: służą opracowaniu innowacyjnych technologii obróbki cieplnej celem wytwarzania elementów stalowych o szczególnych właściwościach mechanicznych i użytkowych.
 

Tematyki badawcze

  • Procesy nanostrukturyzacji stali na drodze przemian fazowych oraz
  • Technologie łączące procesy nanostrukturyzacji stali z procesami nawęglania i azotowania powierzchniowego
  • Hybrydowe metody inżynierii powierzchni tworzyw metalicznych
  • Inżynieria powierzchni nanokrystalicznych stali i odlewniczych stopów żelaza
  • Mikroskopia elektronowa
  • Badania dylatometryczne przemian fazowych w metalach
  • Skalowanie technologii obróbki cieplnej do warunków przemysłowych
  • Stale narzędziowe o strukturze nanokrystalicznej
  • Nanostruktury gradientowe w stalach nawęglanych
  • Stale łożyskowe o strukturze nanokrystalicznej
  • Projektowanie obróbki cieplnej odlewniczych stopów żelaza
  • Odkształcenia hartownicze w obróbce cieplnej
  • Badania składu fazowego stali metodą magnetyczną 
     

Oferta badawcza

  • Badania przemian fazowych metodą dylatometryczną
  • Projektowanie konwencjonalnych obróbek cieplnych i cieplno-chemicznych stali (nawęglanie, azotowanie)
  • Projektowanie nowoczesnych obróbek cieplnych stali: nanostrukturyzacja bainityczna (NB), obróbka cieplna stali wielofazowych (DP, TRIP, CP), innowacyjne obróbki cieplne: Q&P, B-Q&P, B-Q&T i inne
  • Wykonywanie obróbek cieplnych stopów metali
  • Obróbki cieplne stali i żeliwa: hartowanie martenzytyczne, ulepszanie cieplne, hartowanie z przystankiem izotermicznym, austempering i inne
  • Charakterystyka mikrostruktury przy wykorzystaniu transmisyjnej mikroskopii elektronowej, skaningowej mikroskopii elektronowej i mikroskopii świetlnej
  • Analiza składu fazowego
  • Badania podstawowych właściwości mechanicznych (twardość, mikrotwardość, udarność, badania wytrzymałościowe)
  • Badania odporności na zużycie przez tarcie
  • Badania odporności korozyjnej
  • Ekspertyzy materiałowe: określanie przyczyn zniszczeń elementów maszyn i awarii konstrukcji ze stali, żeliwa i stopów metalicznych 
     

Infrastruktura badawcza

  • Dylatometr hartowniczy Bähr DIL 805L
  • Mikroskop świetlny NIKON Eclipse MA200
  • Twardościomierz automatyczny - Zwick/Roell Z2.5
  • Twardościomierz Zwick/Roell ZHR
  • Młot udarowy Zwick/Roell RKP450
  • Tribotester do badań zużycia metodą "kula + tarcza"
  • Piec komorowy gazoszczelny - typ FCF-V12PrG
  • Piec fluidalny do obróbki cieplnej
  • Wysokotemperaturowa wanna hartownicza
  • Muflowe i komorowe piece do obróbki cieplnej
  • Stanowisko do obróbek cieplnych i cieplno-chemicznych w ultra czystych atmosferach
  • Przecinarka precyzyjna ATM Brillant 220
  • Transmisyjny mikroskop elektronowy JEOL 1200EX
     

Projekt

Współpraca krajowa

  • Patentus S.A., Pszczyna
  • Warszawskie Zakłady Mechaniczne "PZL-WUZETEM" S.A., Warszawa
  • Mennica Polska S. A., Warszawa
  • SECO/WARWICK S.A., Świebodzin
  • Koelner Łańcucka Fabryka Śrub Sp. z o.o., Łańcut
  • Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa
  • Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom
     

Współpraca międzynarodowa

  • Central Metallurgical Research and Development Institute - CMRDI, Helwan, Kair, Egipt | prof. Adel Nofal
  • Spanish National Centre for Metals Research (CENIM), Madryt, Hiszpania | dr Carlos Garcia-Mateo
  • COMTES FHT A.S., Dobrany, Republika Czeska | Daniela Hauserova 
     

Kontakt

dr hab. inż. Wiesław Świątnicki, prof. PW
wieslaw.swiatnicki@pw.edu.pl
22 234 81 03, 509 823 432 
Zakład Inżynierii Powierzchni