Termodynamiczny model przemian fazowych podczas międzykrytycznego azotowania austenitycznego

• Autorzy: Wei Y. , Żurecki Z. , Sisson R.D.

Warianty tytułu

EN

Thermodynamic model-assisted analysis of phase transformations in subcritical austenitic nitriding

• Konferencja: Międzynarodowe Seminarium Instytutu Mechaniki Precyzyjnej „Azotowanie narzędzi i części maszyn” (05.06.2013, Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł opisuje wyniki pracy eksperymentalnej na stali AISI4140 (odpowiednik stali 42CrMo4) i badań wzajemnego oddziaływania azotowania i warunków chłodzenia oraz transformacje faz w obu typach azotowania: ferrytycznym (525°C) i międzykrytycznym austenitycznym (610°C). Termodynamiczny model użyty do wstępnego projektowania warunków procesu został również zastosowany do oceny mikrostruktury azotowanej warstwy. Badania struktur przeprowadzono za pomocą metod SEM, EPMA i EDS. W artykule przedstawiono także kinetykę wzrostu stref dyfuzyjnych oraz kontrolę wymiarową azotowanych części w wyniku zmian fazowych.

EN

This paper presents results of experimental work on AISI4140 steels, examining the interplay between the nitriding and cooling conditions and phase transformations in both ferritic (525oC) and subcritical, nitrogen-austenitic (610oC) processes. Thermodynamic model, used to design process conditions, is applied also in the microstructural interpretation of nitrided layers, examined via SEM, EPMA and EDS. Kinetics of interstitial diffusion and phase transformation-based dimensional control of nitrided parts are also presented.

Słowa kluczowe

PL

azotowanie austenityczne; międzykrytyczne temperatury; kriogenika; symulacja; termodynamika

EN

austenitic nitriding; subcritical temperature; cryogenic; simulation; thermodynamics

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 2
• Strony: 56--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wei Y.

• Center for Heat Treating Excellence, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, USA

autor

Żurecki Z.

• Metals Processing Center of Excellence, Air Products& Chemicals, Inc., Allentown, USA

autor

Sisson R.D.

• Center for Heat Treating Excellence, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, USA

Bibliografia

• [1] Kardonina N.l., Yurovskikh A.S., Kolpakov A. S.: Transformations in the Fe-N System, „Metal Science and Heat Treatment" 52(9), 2011, s. 457-467.
• [2] Berns H.: Case Hardening of Stainless Steel using Nitrogen, „Industrial Heating", 70(5), 2003, s. 47.
• [3] Fattah M.: Comparison of ferritic and austenitic plasma nitriding and nitrocarburizing behavior of AISI 4140 Iow alloy steel, „Materials & Design", 31(8), 2010,3. 3915-3921.
• [4] Yasumaru N.: Formation of austenite and martensite in surface layer of pure iron with ion nitriding, „Materials Transactions", JIM, 33(1), 1992, s. 7-10.
• [5] Van Genderen M.J., Bőttger A. Mittemeijer E.J.: Formation of a iron nitride in FeN martensite: nitrogen vacancies, iron-atom displacements, and misfit-strain energy, „Metallurgical and Materials Transactions. A, Physical Metallurgy and Materials Science", 28(1), 1997,5.63-77.
• [6] Gavdijuk V.G., Nadutov V.M., Ullakko K., Low temperature ageing of Fe-N martensite, „Scripta Metallurgica Et Materialia", 25(4), 1991, s. 905-910.
• [7] Gavriljuk V.G.: Austenite and martensite in nitrogen-, carbon- and hydrogen-containing iron alloys: similarities and differences, „Materials Science & Engineering. A, Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing", 438-440 (2006), s. 75-79.
• [8] Bőttger A.et al.: Tempering of iron-carbon-nitrogen martensites: (re)distribution of interstitial atoms, „Materials Science Forum", 318-320,1999, s. 103-108.
• [9] Liu Cheng, Bőttger A., Mittemeijer E.J.: Tempering of iron-carbon-nitrogen martensites, „Scripta Metallurgica" Ferguson P., Jack K.H.:, 18,1984,1189.
• [10] Liu Cheng, Bőttger A., Mittemeijer E.J.: The tempering of FeNiN martensite, „Metallurgical Transactions.A, Physical Metallurgy and Materials Science", 22(9), 1991,3.1945-1956.
• [11] Bell T.: Martensite transformation start temperature in iron-nitrogen alloys, „The Journal of the Iron and Steel Institute", 206(10), 1968, s. 1017-1021.
• [12] Totten G.: Steel heat treatment handbook. 2nd ed (UK: Taylor and Francis Group, 2006).
• [13] Straumal B.B., Vershinin N.F., Friesel M., et al.: Ionic nitriding of austenitic and ferritic steel with the aid of a high aperture Hali current accelerator, „Defect and Diffusion Forum", 194-199 (2001), s.1457-1462.
• [14] Sun Y., Bell T.: Computer prediction of threshold nitriding potential curves, „Heat Treatment of Metals" ,24, 1997,s.43-49.
• [15] Traugott E. Fischer: Materials science for engineer-ing students, „Academic Press", 2009, 195.
• [16] Weller M.: „Material Science Forum", 366-368, 2001, 95-137.
• [17] Laughlin D. E. et al.: Thermally activated martensite: its relationship to non-thermally activated (athermal) martensite (paper presented at ICOMAT, Santa Fe, USA, 2008).
• [18] Lobodyuk V. A., Estrin E.l.: Isothermal martensitic trans-formations, „Physics-uspekhi", 48(7) 2005, s. 713-732.
• [19] Zhao J.C,. Notis M.R: Continuous cooling transformation kinetics versus isothermal transformation kinetics of steels: a phenomenological rationalization of experimental observations, „Materials Science and Engineering", R15, 1995, s.135-208.
• [20] Das D .i inni.: Influence of varied cryotreatment on the wear behavior of AISI D2 steel, „Wear", 266, 2009 s. 297-309.
• [21] Pye D.: Distortion during nitriding, „Industrial Heat¬ing", Jan. 7th, 2011.