Wpływ składu atmosfery gazowej procesów azotowania jarzeniowego na mikrostrukturę i właściwości warstw wytworzonych na stali austenitycznej

• Autorzy: Skołek-Stefaniszyn E. , Brojanowska A. , Trojanowski J. , Wierzchoń T.

Warianty tytułu

EN

Influence of atmosphere composition in glow-discharge nitriding process on microstucture and properties of layers produced on austenitic stainless steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wpływ składu atmosfery reaktywnej stosowanej w procesie azotowania jarzeniowego stali austenitycznej 316L na skład fazowy, grubość, chropowatość powierzchni, twardość, odporność na zużycie przez tarcie i odporność korozyjną wytworzonych warstw. Wykazano, że warstwy austenitu azotowego wytworzone w procesach prowadzonych przy niższej zawartości wodoru charakteryzują się mniejszą chropowatością, większą grubością, wyższą twardością i odpornością na zużycie przez tarcie. Jednocześnie warstwy te posiadają niższą odporność korozyjną, związaną z wytworzeniem azotku chromu - CrN.

EN

The paper presents an influence of atmosphere composition in glow-discharge nitriding process on both microstructure and properties (phase and chemical composition, thickness, surface roughness, hardness, wear and corrosion resistance) of layers produced on austenitic stainless steel 316L type. It was revealed that expanded austenite layers produced in glow-discharge nitriding processes in atmosphere with a lower content of hydrogen are characterized by lower surface roughness, higher thickness and hardness and better wear resistance. Moreover the layers are characterized by lower corrosion resistance related with forming of chromium nitride CrN in the surface layer.

Słowa kluczowe

PL

azotowanie jarzeniowe; stal austenityczna; austenit azotowy; odporność korozyjna; odporność na zużycie przez tarcie

EN

glow-discharge nitriding; austenitic stainless steel; expanded austenite; corrosion resistance; wear resistance

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2010
• Tom: Nr 1
• Strony: 28--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Skołek-Stefaniszyn E.

autor

Brojanowska A.

autor

Trojanowski J.

autor

Wierzchoń T.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Sun Y., Bell T., Kolosvary Z., Flis J.: The response of austenitic stainless steels to Iow-temperature plasma nitriding, Heat Treatment of Metals, 1999, 9-16.
• [2] Li X.Y., Dong H.: Effect of annealing on corrosion behaviour of nitrogen S phase in austenitic stainless steel, Mat. Sci. and Tech. 19, 2003, 1427-1434.
• [3] Gontijo L.C., Machado R., Kuri S.E., Casteletti L.C., Nascente P.A.P.: Corrosion resistance of the layers formed on the surface of plasma-nitrided AISI 304L steel, Thin Solid Films 515, 2006, 1093-1096.
• [4] Blawert C., Weisheit A., Mordike B.L., Knopp F.M.: Plasma imersion ion implantation of stainless steel: austenitic stainless steel in comparision to austenitic-ferritic stainless steel, Surf. & Coat. Tech. 85, 1996, 15-27.
• [5] Sun Y., Bell T.: Sliding wear characteristics of Iow temperature plasma nitrided 316 austenitic stainless steel, Wear 218, 1998, 34-42.
• [6] Liang W., Bin X., Zhiwei Y., Yagin S.: The wear and corrosion properties of stainless steel nitrided by low-pressure plasma-arc source ion nitriding at Iow temperatures, Surf. & Coat. Tech. 130, 2000, 304-308.
• [7] Liang W., Xiaolei X., Bin X., Zhiwei Y., Zukun H.: Low temperature nitriding and carburizing of AISI 304 stainless steel by a Iow pressure arc source, Surf. & Coat. Tech. 131, 2000, 563-567.
• [8] Li C.X., Bell T.: Corrosion properties of active screen plasma nitrided 316 austenitic stainless steel, Corr. Sci. 46, 2004, 1527-1547.
• [9] Fossati A., Borgioli F., Galvanetto E., Bacci T.: Corrosion resistance properties of glow-discharge nitrided austenitic stainless steel in NaCI solution, Cór. Sci. 48, 2006,1513-1527.
• [10] Borgioli F., Fossati A., Galvanetto E., Bacci T.: Glow-discharge nitriding of AISI 316L austenitic stainless steel: influence of treatment temperature, Surf. & Coat. Tech. 200, 2005, 2474-2480.
• [11] Fossati A., Borgioli F., Galvanetto E., Bacci T.: Glow-discharge nitriding of AISI 316L austenitic stainless steel: influence of treatment time, Surf. & Coat. Tech. 200, 2006, 3511-3517.
• [12] Borgioli F., Fossati A., Galvanetto E., Bacci T., Pradelli G.: Glow-discharge nitriding of AISI 316L austenitic stainless steel: influence of treatment pressure, Surf. & Coat. Tech. 200, 2006, 5505-5513.
• [13] Kumar S., Baldwin M. J., Fewell M.P., Haydon S.C., Short K.T., Collins G.A., Tendys J.: The effect of hydrogen on the growth of the nitrided layer in r. f. plasma nitrided austenitic stainless steel AISI 316, Surf. & Coat. Tech. 123, 2000, 29-35.
• [14] C. M. Lepienski, F. C. Nascimento, C. E. Foerster, S. L. R. da Silva, C. J. de M. Sigueira, C. Alves Jr., Glow discharge nitriding in AISI 304 at different nitrogen-hydrogen atmospheres: Structural, mechanical and tribological properties, Mat. Sci. and Eng. A 489, 2008, 201-206.
• [15] M. K. Sharama, B. K. Saikia, A. Phukan, B. Ganguli, Plasma nitriding of austenitic stainless steel in N2 and N2-H2 dc pulsed discharge, Surf. & Coat. Tech. 201,2006,2407-2413.
• [16] Amiri S., Moradshahi M.: Influence of different layer microstructures induced by different gas compositions on corrosion behavior of plasma nitrided stainless steel, Surf. & Coat. Tech. 201, 2007, 7375-7381.
• [17] Menthe E., Bulak A., Olfe J., Zimmermann A., Rie K.T.: lmprovement of the mechanical properties of austenitic stainless steel after plasma nitriding, Surf. & Coat. Tech. 133-134, 2000, 259-263.
• [18] Negm N.Z.: A study on rf plasma nitriding at a constant power in different H2-N2 mixtures at different tem¬peratures, Mat. Sci. and Eng. B 129, 2006, 207-210.
• [19] Singh G.P., Alphonsa J., Barhai P.K., Rayjada P. A., Raole P. M., Mukherjee S.: Effect of surface roughness on the properties of the layer formed on AISI 304 stainless steel after plasma nitriding, Surf. & Coat. Tech. 200, 2006, 5807-5811.
• [20] Lei M.K., Zhu XM: In vitro corrosion resistance of plasma source ion nitrided austenitic stainless steels, Biomaterials 22, 2001, 641-647.
• [21] Fewell P., Mitchell D.R.G., Priest J.M., Short K.T., Collins G.A.: The nature of expanded austenite, Surf. & Coat. Tech. 131, 2000, 300-306.
• [22] Mitchell D.R.G., Attard D.J., Collins G.A., Short K.T.: Characterisation of Pl3 and RF plasma nitrided austenitic stainless steels using plan and cross-sectional TEM techniques, Surf. & Coat. Tech. 165, 2003, 107-118.