NANOSTAL - Technologie obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej zaawansowanych stali

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. uczelni
wieslaw.swiatnicki@pw.edu.pl
22 234 81 03, 509 823 432
Zakład Inżynierii Powierzchni