Mikrostruktura warstw węgloazotowanych na stali austenitycznej

• Autorzy: Kochmański P. , Baranowska J. , Giza P. , Wysiecki M.

Warianty tytułu

EN

Microstructure of carbonitrided layers on austenitic stainless steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad niskotemperaturowym węgloazotowaniem gazowym stali austenitycznej. Obróbkę prowadzono w atmosferze zawierającej 50 i 100% amoniaku z dodatkiem acetylenu, w ciągu 5 h w temperaturze 400, 450 i 500°C. Zbadano tworzenie się strefowej warstwy zbudowanej z azotowej i węglowej fazy S. Badania prowadzono za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), spektrometrii optycznej wyładowania jarzeniowego (GDOES) i mikroskopii świetlnej oraz elektronowej skaningowej. Stwierdzono formowanie wykrywalnej mikroskopowo dwustrefowej warstwy węgloazotowanej oraz istnienie trzech stref o zróżnicowanym skaldzie chemicznym: azotowej, węgloazotowej i węglowej. Całkowita grubość warstw zależała przede wszystkim od temperatury obróbki i zwiększała się wraz z jej wzrostem. Zawartość amoniaku w atmosferze wpływała w istotny sposób na grubość warstwy zbudowanej z azotowej fazy S. Grubsze warstwy obserwowano w stali austenitycznej obrabianej w atmosferze o większej zawartości amoniaku.

EN

The paper presents results of studies on low-temperature gas carbonitriding of austenitic stainless steel. The treatment was carried out in atmospheres containing 50 and 100% ammonia with the addition of acetylene, for 5 h at temperature 400, 450 and 500°C. The formation of a carbonitrided layer composed of nitrogen and carbon S-phase was studied. The layers were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), glow discharge optical spectrometry (GDOES) and light and scanning electron microscopies. The formation of carbonitrided layers with microscopically detectable two sublayers was confirmed. It was also found that three zones with different chemical composition can be distinguished: nitrogen, carbon-nitrogen and carbon containing sublayers. An increase in the total thickness of the layers to a large extent depends on the temperature, and the ammonia content in the atmosphere influences an increase in the thickness of the sublayer composed of nitrogen S-phase.

Słowa kluczowe

PL

węgloazotowanie; węgloazotowanie niskotemperaturowe; obróbka cieplno-chemiczna; stal austenityczna

EN

carbonitriding; low temperature carbonitridning; thermochemical treatment; austenitic stainless steel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 6
• Strony: 716--719
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kochmański P.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

autor

Baranowska J.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

autor

Giza P.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

autor

Wysiecki M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Bibliografia

• [1] Baranowska J.: Niskotemperaturowe azotowanie stali austenitycznej. Prace naukowe Politechniki Szczecińskiej Nr 596, Szczecin (2007).
• [2] Ichii K., Fujimura K., Takase T.: Structure of the ion-nitrided layer of 18-8 stainless steel. Tech. Rep. Kansai Univ. 27 (1986) 135÷144.
• [3] Zhang Z. L., Bell T.: Structure and corrosion resistance of plasma nitride stainless steel. Surf. Eng. 1 (1985) 131÷136.
• [4] Farell K., Specht E. D., Pang J., Walker L. R., Rar A., Mayotte J. R.: Characterization of a carburized surface layer on an austenitic stainless steel. J. Nucl. Mater. 343 (2005) 123÷133.
• [5] Michal G. M., Ernst F., Heuer A. H.: Carbon paraequilibrium in austenitic stainless steel. Metall. Trans. A: Phys. Metall. Mat. Sci. 37A (2006) 1819÷1824.
• [6] Christiansen Th. L., Somers M. A. J.: Low temperature gaseous nitriding and carburizing of stainless steel. Surf. Eng. 21 (2005) 445÷450.
• [7] Sun Y., Haruman E.: Influence of processing conditions on structural characteristic of hybrid plasma surface alloyed austenitic stainless steel. Surf. Coat. Techn. 202 (2008) 4069÷4075.
• [8] Tsujikawa M., Yamauchi N., Ueda N., Sone T., Hirose Y.: Behaviour of carbon in low temperature plasma nitriding layer of austenitic stainlesssteel. Surf. Coat. Techn. 193 (2005) 309÷313.
• [9] Sousa R. R. M., Araujo F. O., Barbosa J. C. P., Ribeiro K. J. B., Costa J. A. P., Alves Jr C.: Nitriding using cathodic cage technique of austenitic stainless steel AISI 316 with addition of CH4. Mater. Sci. Eng. A. 487(2008) 124÷127.
• [10] Christiansen Th. L., Hummelshoj Th. S., Somers M. A. J.: Low temperature thermochemical treatment of stainless steel; bridging from science to technology. http://orbit.dtu.dk/fedora/objects/orbit:63286/datastreams/ file_5549776/content, dostęp 11.04.2013.
• [11] Sun Y., Haruman E.: Effect of carbon addition on low-temperature plasmanitriding characteristics of austenitic stainless steel. Vacuum 81 (2006) 114÷119.
• [12] Li X. Y., Sun Y., Bell T.: The stability of the nitrogen S-phase in austenitic stainless steel. Z. Metallkd. 90 (1999) 901÷907.
• [13] Czerwiec T., He H., Saker A., Tran Huu L., Dong C., Frantz C., Michel H.: Reactive magnetron sputtering as a way to improve the knowledge of metastable f.c.c. nitrogen solid solutions formed during plasma assisted nitriding of Inconel 690. Surf. Coat. Techn. 174-175 (2003) 131÷138.