Wpływ parametrów procesu na formowanie warstwy azotowanej stali austenitycznej

• Autorzy: Baranowska, J. , Giza, P. , Misztal, D. , Siemieniecka, J.

Warianty tytułu

EN

The influence of process parameters on nitrided layer formation on austenitic stainless steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono wyniki badań warstw azotowanych gazowo stali austenitycznej. Szczególny nacisk położono na formowanie warstwy w procesie azotowania niskotemperaturowego pod kątem tworzenia fazy S i wydzieleń azotkowych. Azotowanie prowadzono w atmosferze o zmiennej zawartości amoniaku oraz w różnej temperaturze obróbki. Badania wykazały istotny wpływ temperatury na szybkość wzrostu warstwy i jej budowę fazową. Warstwy otrzymane w temperaturze 500°C, nawet w atmosferze azotującej zawierającej bardzo małą zawartość amoniaku (5%), oprócz fazy S wykazują obecność azotków chromu CrN.

EN

The paper presents results of studies on layers formation during low temperature nitriding of austenitic stainless steel. Formation of S-phase and nitrides precipitations are in the main focus of the investigations. Nitriding has been carried out in various ammonia atmosphere and at different temperature it was found that temperature was the crucial factor influencing both growth kinetics and phase composition of the layers. Layers obtained at 500°C even in very low ammonia atmosphere (5%) demonstrated a presence of CrN precipitations.

Słowa kluczowe

PL

stal austenityczna; azotowanie niskotemperaturowe; faza S

EN

austenitic stainless steel; low temperature nitriding; S-phase

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 6
• Strony: 685--688
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Baranowska, J.

• Instytut Inżynierii Materiałowej Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie,

autor

Giza, P.

• Instytut Inżynierii Materiałowej Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie

autor

Misztal, D.

• Instytut Inżynierii Materiałowej Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie

autor

Siemieniecka, J.

• Instytut Inżynierii Materiałowej Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie

Bibliografia

• [1] Ichii K., Fujimura K., Takase T.: Structure of ion-nitrided layer of 18-8 stainless steel. Techn. Rep. Kansai. Univ. 27 (1986) 135÷144.
• [2] Zhang Z. L., Bell T.: Structure and corrosion resistance of plasma nitride stainless steel. Surf. Eng. 1 (1985) 131÷136.
• [3] Kappaganthu S. R., Sun Y.: Fonnation of an MN-type cubic nitride phase in reactively sputtered stainless steel-nitrogen films. J. Crystal Growth, 267 (2004) 385÷3 93.
• [4] El-Hossary F. M.: Effect of RF plasma nitriding power density on microhardness, structure and magnetic properties of 304 austenitic stainless steel. Surf. Eng. 16 (2000) 491÷494.
• [5] Larish B., Brusky U., Spies H.-J.: Plasma nitriding of stainless steel at low temperatures., Surf. Coat. Techn. 116-119 (1999) 205÷211.
• [6] Sun Y., Li X. Y., Bell T.: X-ray diffraction characterization of low temperature plasma nitride austenitic stainless steels. J. Mat. Sci. 34 (1999) 9÷16.
• [7] Mitchel D. R. G., Attard D. J., Collins G. A., Short K. T.: Characterization of P13 and RF plasma nitride austenitic stainless steels using plan and cross-sectional TEM techniques. Surf. Coat. Techn. 165 (2003) 107÷118.
• [8] Xu X., Yu Zh., Wang L., Quiang J., Hei Z.: Phase depth distribution characteristic of the plasma nitride layer on AISI 304 stainless steel. Surf. Coat. Techn. 162 (2003) 242÷247.
• [9] Baranowska J.: Niskotemperaturowe azotowanie stali austenitycznej. Prace naukowe Politechniki Szczecińskiej, nr 596, Szczecin (2007).
• [10] Gunzel R., Betzl M., Alphonsa I., Granguly B., John P. I., Mukherjee S.: Plasma-source ion implantation compared with glow-discharge plasma nitriding of stainless steel. Surf. Coat. Techn. 112 (1999) 307÷309.
• [11] Marchev K., Hidalgo R., Landis M., Vallerio R., Cooper C. V., Giessen B. C.: The metastable m phase layer on ion-nitrided austenitic stainless steels. Part 2. Crystal structure and observation of its two-directional orientational anisotropy. Surf. Coat. Techn. 112 (1999) 67÷70.
• [12] Wei R., Vajo J. J., Matossian J. N., Wilbur P. J., Davis J. A., Wiliamson D. L., Collins G. A.: A comparative study of beam ion implantation, plasma ion implantation and nitriding of AISI 304 stainless steel. Surf. Coat. Techn. 83 (1996) 235÷242.
• [13] Czerwiec T., He H., Saker A., Dong C., Frantz C., Michel H.: Reacive magnetron sputtering as a way to improve the knowledge of metastable f.c.c. nitrogen solid solution formed during plasma assisted nitriding of Inconel 690. Surf. Coat. Techn. 174-175 (2003) 131÷138.
• [14] Fewell M. P., Mitchell D. R. G., Priest J. M., Short K. T., Collins G. A.: The nature of expanded austenite. Surf. Coat. Techn. 131 (2000) 300÷306.
• [15] He H., Czerwiec T., Dong C., Michel H.: Effect of grain orientation on the nitriding rate of a nickel base alloy studied by electron backscatter diffraction. Surf. Coat. Techn. 163-164 (2003) 331÷338.
• [16] Saker A., Leroy Ch., Michel H., Frantz C.: Properties of sputtered stainless steel nitrogen coatings and structural analogy with low temperature plasma nitride layers of austenitic steels. Mat. Sci. Eng. A 140 (1991) 702÷708.
• [17] Noyan I. C., Cohen J. B.: Residual stress. Springer, Berlin (1987).
• [18] Li X. Y., Sun Y., Bell T.: The stability of the nitrogen S-phase in austenitic stainless steel. Z. Metallkd. 90 (1999) 901÷907.
• [19] Borges C. F. M., Hennecke S., Pfender E.: Decreasing chromium precipitation in AISĹ 304 stainless steel during the plasma nitriding process. Surf. Coat. Techn. 123 (2000) 112÷121.
• [20] Christiansen Th., Somers M. A. J.: Characterisation of low temperature surface hardened stainless steel. Struers Journal of Metallography 9 (2006) 1÷17.
• [21] Baranowska J.: Low temperature gas nitriding of stainless steel -technological and utility aspects. Advances in Manufacturing Science and Technology 32 (2008) 59÷65.
• [22] Maendl S., Rauschenbach B.: Concentration dependent nitrogen diffusion coefficient in expanded austenite formed by ion implantation. J. Applied Physics 91 (2002) 9737÷9742.
• [23] XU X. L., Wang L., Yu Z. W., Hei Z. K.: Microstructural characterization of plasma nitrided austenitic stainless steel. Surf. Coat. Techn. 132 (2000) 270÷274.

Uwagi

PL

Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach
2009-2012 jako projekt badawczy NN507463137.