Independently controlled carbon and nitrogen potential. A new approach to carbonitriding processes

• Autorzy: Winter K. M.

Warianty tytułu

PL

Niezależna kontrola potencjałów węglowego i azotowego. Nowe podejście do procesów węgloazotowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Late research projects show that retained austenite, if stabilized by nitrogen, has a positive influence on the fatigue strength of work pieces. The combined diffusion profile of carbon and nitrogen applied in a carbonitriding process plays the major role, besides the process temperature. Yet today, only the carbon potential is somehow controlled and even this is not easy to achieve. This paper will present a new system able to measure and control both, the carbon potential and the nitrogen potential independently. The knowledge of the activities of nitrogen and carbon in iron and the effect of alloying elements on such activities as well as the solubilities offers an easy to use method to apply the potentials on real steels.

PL

Ostatnio prowadzone prace badawcze wykazały, że stabilizacja azotem austenitu szczątkowego ma korzystny wpływ na wytrzymałość zmęczeniową wyrobów. Zasadniczą rolę podczas węgloazotowania, oprócz temperatury procesu, odgrywa profil dyfuzji węgla i azotu. Obecnie tylko potencjał węglowy jest w pewnym stopniu regulowany i kontrolowany. Jednak i to nie jest łatwe. W artykule zaprezentowano nowe rozwiązania systemu niezależnej kontroli i regulacji zarówno potencjału węglowego jak i azotowego. Wiedza dotycząca aktywności azotu i węgla w żelazie i wpływ pierwiastków stopowych na tę aktywność, jak również ich rozpuszczalność pozwala na użycie opracowanej metody do określenia potencjałów w procesach węgloazotowania stali.

Słowa kluczowe

EN

carbonitriding; carbon potential; nitrogen potential

PL

węgloazotownie; potencjał węglowy; potencjał azotowy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 1
• Strony: 44—51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Winter K. M.

• PROCESS-ELECTRONIC GmbH, Heiningen, Niemcy

Bibliografia

• [1] Meinhard E.: Carbonitrieren - warum und wie?, "TZ fur Metallbearbeitung", 1982/10, pp. 23-32.
• [2] Hoffmann F., Clausen B., Steinbacher M.: Carbonitrieren verspricht Verbesserung der Eigenschaften von Zahnradern, "MM Das Industrie Magazin", 30/2008, pp. 32-36.
• [3] Bischoff S., Klumper-Westkamp H., Hoffmann F., Zoch H.-W.: Development of a sensor system for gas carbonitriding - Part 1, HTM" J. Heat Treatm". Mat. 65, 2010, 3, pp. 141-148.
• [4] Slycke J., Ericsson T.: A study of reactions occurring during the carbonitriding process, "J. Heat Treating", 1981, Vol. 2 (No. 1), pp. 3-19.
• [5] Collin R., Gunnarson S., Thulin D.: Ein mathematisches Model żur Berechnung von Aufko-hlungsprofilen bei der Gasaufkohlung, "HTM J. Heat Treatm Mat." 25 (1970) 1, pp. 17-21.
• [6] Literature survey: average interaction parameters for carbon activity based on Houdremont, Gunnarson, Neumann (found in: Schróter W., Spengler A., Uber den Einfluli von Legierungselementen beim Einsatzharten, HTM J. Heat Treatm. Mat. 57 (2002) 5, pp. 342-348), AWT (found in: AWT-FA 5 AK 4, Die Prozessregelung beim Gasaufkohlen und Einsatzharten, Expert Verlag 1997, pp. 12-13) and Kunze, J. (found in: Physikalisch-chemische Grund-lagen der Warmebehandlung und Randschich-ttechnik, Lehrblatter zur Vorlesung , 2000), average interaction parameters for nitrogen activity based on Zheng (found in: Zheng, X., Nitrogen solubility in iron-base alloys and powder metallurgy of high nitrogen stainless steels, Diss. ETH No. 9488, 1991) and Kunze, J. (see above).
• [7] DIN 17 022 Part 3 p. 21, DIN-Taschenbuch 218, Beuth Verlag, 1998.
• [8]Fromm E., Gebhardt E.: Gase und Kohlenstoff in Metallen, "Springer-Verlag", 1976, pp. 581-608.
• [9] Mittemeijer E.J., Slycke J.T.: Chemical potentials and activities of nitrogen and carbon imposed by gaseous nitriding and carburizing atmposheres, "Surface Engineering", 1996 Vol. 12 No. 2, pp. 152-162.
• [10] Wunning J.: C-Pegel und C-Strommesseung mit dem rechnergesteuerten Widerstandssensor, "HTM J. Heat Treatm. Mat." 43, 1988, 5, pp. 266-270.
• [11] Chatterjee-FischerR.,SchaaberO.:Einge Betrachtungen zum Karbonitrieren im Gaś, "HTM J. Heat Treatm. Mat". 26, 1969, 2, pp. 108-110.
• [12] AWT-FA 5 AK 4, Die Prozessregelung beim Gasaufkohlen und Einsatzharten, Expert Verlag 1997, p. 31.
• [13] Grabke H. J.: Reaktionen von NH3, N2, H2 an der Oberflache von Fe, l. Zur Kinetik der Nitrierung von Eisen mit NH3/H2-Gemischen und der Denitrierung. II. Żur Kinetik der Nitrierung von Fe mit N2 und der Desorption von N2, Berichte Bunsenges." Phys. Chem.", 72, 1968, No. 4, pp. 533-548.
• [14] Leyens G., Woelk G., Wunning J.: Berechnung der Aufkohlung nachdemSattigungs-Ausgleich-Verfahren, Archiv f.d. Eisenhiittenwesen 47, 1976, 6, pp. 385-390.