Low temperature gas nitriding of stainless steel - technological and utility aspects

• Autorzy: Baranowska J.

Warianty tytułu

PL

Niskotemperaturowe azotowanie stali austenitycznej - aspekty użytkowe i technologiczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of an investigation into gas nitrided austenitic stainless steel. The layers were obtained at a range of temperature 400-570°C and in the atmosphere containing between 20 and 100%NH3. A particular stress is put on the layers produced below 500°C when the layers are predominantly composed of S-phase ("expanded austenite"). The properties of the layers were characterized by stationary potential tests, wear and friction studies and hardness measurements. The morphology of the layers was investigated by X-ray diffraction, scanning and light microscopy and elemental microanalysis. Potential technological problems, which have to be considered to practically apply this technology as well as main limitations concerning layer's properties, are discussed.

PL

Warstwy azotowane wytworzono w zakresie temperatury 400-570°C, w atmosferze o zawartości od 20 do 100% amoniaku. Szczególny nacisk w badaniach położono na wytwarzanie warstwy w temperaturze poniżej 500°C. Warstwy uzyskane w takich warunkach są zbudowane przede wszystkim z fazy S. Właściwości użytkowe warstw określono w badaniach galwanostatycznych, tribologicznych i twardości. Ustalono skład fazowy warstw metodą dyfrakcji rentgenowskiej i zawartość azotu metodą mikroanalizy. Przeprowadzono analizę możliwości praktycznego wdrożenia tej technologii do obróbki stali austenitycznej, uwzględniając ograniczenia technologiczne i właściwości użytkowe.

Słowa kluczowe

EN

gas nitriding; austenitic steel; expanded austenite

PL

azotowanie gazowe; stal austenityczna

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 32, nr 1
• Strony: 59--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Baranowska J.

• Technical University of Szczecin, Institute of Materials Science and Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin,

Bibliografia

• [1] K. ICHII. K. FUJIMURA, T. TAKASE: Structure of ion nitrided layers of 18-8 stainless steel. Tech. Rep. Kansai Univ., 27(1986), 135-144.
• [2] F. M. EL-HOSSARY: Effect of RF plasma nitriding power density on micro-hardness, structure nad magnetic properties of 304 austenite stainless steel. Surface Engineering, 16(2000)6, 491-494.
• [3] B. LARISCH, U. BRUSKY, H-J. SPIES: Plasma nitriding of stainless steel at low temperature. Surface and Coatings Technology, 116-119(1999), 205-211.
• [4] S. MAENDL, B. RAUSCHENBACH: Comparison of expanded austenite and expanded martensite formed after nitrogen PIII. Surface and Coatings Technology, 186(2004), 277-281.
• [5] A. BROKMANN, F. R. TULER: A study of the mechanism of ion nitriding by the application of a magnetic field. Journal of Applied Physics, 52(1981)1, 468-471.
• [6] L. PRANEVICIUS, C. TEMPLIER, J.P. RIVIERE at al.: On mechanism of ion nitriding of an austenitic stainless steel. Surface and Coatings Technology, 135(2001), 250-257.
• [7] J. BARANOWSKA: Niskotemperaturowe azotowanie stali austenitycznej. Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej Nr 596, Szczecin 2007.
• [8] K. GEMMA, M. KAWAKAMI: Enhancement of nitriding rate in SUS304 austenitic stainless steel under gas nitriding. High Temperature Materials and Processes, 8(1989)4, 205-216.
• [9] TH. CHRISTIANSEN, A. A. J. SOMERS: On the crystallographic structure of S-phase. Scripta Materialia, 50(2004), 35-37.
• [10] J. BARANOWSKA, S. FRANKLIN, A. KOCHMAŃSKA: Wear behaviour of low-temperature gas nitrided austenitic stainless steel in a corrosive liquid environment. Wear, 263(2007), 669-673.
• [11] X. Y. LI: Low temperature plasma nitriding of 316 stainless steel – nature of S-phase and its thermal stability. Surface Engineering, 17(2001)2, 147-152.
• [12] TH. CHRISTIANSEN, M. A. J. SOMERS: Characterization of low temperature surface hardened stainless steel. Struers Journal of Metallography, 9(2006), 1-17.
• [13] S. MAENDL, B. RAUSCHENBACH: Nitrogen diffusion in austenitic stainless steel and formation of expanded austenite. Defects and Diffusion Forum, 188-190(2001), 125-136.
• [14] J. BARANOWSKA, S. FRANKLIN: Characterization of gas-nitrided austenitic steel with an amorphous/nanocrystalline top layer. Wear, 264(2008), 899-903.