Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Микроструктура и износостойкость нитридных слоев на Армко-железе, полученных азотированием с нулевым расходом газа

М. Кеддам, Н. Макуч, К. Островска, Л. Мальдзински

Аннотация


Исследовано влияние контролируемого газового азотирования с нулевым потоком при 500 и 550 °C различной длительности на структуру, фазовый состав и износостойкость Армко-железа. Определен фазовый состав нитридного слоя. Изучена кинетика роста и определена износостойкость в условиях сухого трения нитридного слоя, полученного при потенциале азотирования 1 атм – 0,5 в течение 10 ч. Установлено, что газовое азотирование с нулевым потоком способствует формированию поверхностного слоя g¢-фазы, что повышает износостойкость Армко-железа за счет снижения интенсивности потери массы.

Ключевые слова


контролируемое газовое азотирование; Армко железо; нитрид железа; азотный потенциал; микроструктура; износостойкость

Полный текст:

PDF

Литература


Babul T. Gas nitriding / In: Q. J. Wang, Y. W. Chung (eds.) Encyclopedia of Tribology. Springer: Boston, MA, 2013. P. 1455 – 1460.

Landgraf P., Bergelt T., Rymer L. M. et al. Evolution of micro¬structure and hardness of the nitrided zone during plasma nitriding of high-alloy tool steel // Metals. 2022. V. 12, Is. 5. P. 866.

Sujitno T., Suprapto, Mulyani E., Andriyanti W. Improving of shaft steel materials properties using ion nitriding // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 1825. P. 012048.

Michalski J., Wolowiec-Korecka E. A study of parameters of nitriding processes. Part 1 // Met. Sci. Heat Treat. 2019. V. 61. P. 183 – 190.

Maldzinski L., Liliental W., Tymowski G., Tacikowski J. New possibilities for controlling gas nitriding process by simulation of growth kinetics of nitride layers // Surf. Eng. 1999. V. 15. P. 377 – 384.

Keddam M., Bouarour B., Kouba R., Chegroune R. Growth kinetics of the compound layers: Effect of the nitriding potential // Physics Procedia. 2009. V. 2. P. 1399 – 1403.

Ortiz-Domínguez M., Gómez-Vargas O. A., Simón-Marmo¬lejo I. et al. Analysis of nitride layers on ARMCO pure iron: The powder-pack nitriding process // Microsc. Microanal. 2018. V. 24. P. 1076 – 1077.

Campos-Silva I., Ortiz-Domínguez M., Elias-Espinosa M. et al. The powder-pack nitriding process: Growth kinetics of nitride layers on pure iron // J. Mater. Eng. Perform. 2015. V. 24. P. 3241 – 3250.

Kumar N., Chaudhari G. P., Meka S. R. Investigation of low-tem¬perature liquid nitriding conditions for 316 stainless steel for improved mechanical and corrosion response // Trans. Indian Inst. Met. 2020. V. 73. P. 235 – 242.

Torchane L., Bilger P., Dulcy J., Gantois M. Control of iron nitride layers growth kinetics in the binary Fe – N system // Metall. Mater. Trans. A. 1996. V. 27A. P. 1823 – 1835.

Campos I., Oseguera J., Figueroa U., Melendez E. Growth kinetics of nitride layers during post discharge nitriding // Surf. Coat. Technol. 1998. V. 102. P. 127 – 131.

Gavrilov N. V., Mamaev A. S., Chukin A. V. Nitriding of stainless steel in electron-beam plasma in the pulsed and DC gene¬ration modes // J. Surf. Investig. X-RA. 2017. V. 11. P. 1167 – 1172.

Belkin P. N., Kusmanov S. A. Plasma electrolytic nitriding of steels // J. Surf. Investig. X-RA. 2017. V. 11. P. 767 – 789.

Campos I., Torres R., Bautista O. et al. Evaluation of the diffusion coefficient of nitrogen in Fe4N1–x nitride layers during microwave post-discharge nitriding // Appl. Surf. Sci. 2005. V. 249, Is. 1. P. 54 – 59.

Keddam M. Characterization of the nitrided layers of XC38 carbon steel obtained by R.F. plasma nitriding // Appl. Surf. Sci. 2008. V. 254, Is. 8. P. 2276 – 2280.

Maldzinski L., Tacikowski J. ZeroFlow gas nitriding of steels / In: Thermochemical Surface Engineering of Steels / Editor(s): Mittemeijer Eric J., Somers Marcel A. J. Woodhead Publishing: Elsevier, 2015. P. 459 – 483.

Wołowiec E., Kula P., Januszewicz B., Korecki M. Mathematical modelling the low-pressure nitriding process // Appl. Mech. Mater. 2013. V. 421. P. 377 – 383.

Keddam M., Chegroune R., Kulka M. et al. Characterization, tribological and mechanical properties of plasma paste borided AISI 316 steel // Trans. Indian Inst. Met. 2018. V. 71. P. 79 – 90.

Michalski J. D. C. Glow discharge in a gas under lowered pressure in ion nitriding of Armco iron // J. Mater. Sci. Lett. 2000. V. 19. P. 1411 – 1414.

Chang-Zi C., Xing-Hua S., Peng-Cheng Z. et al. The micro¬struc¬ture and properties of commercial pure iron modified by plasma nitriding // Solid State Ionics. 2008. V. 179. P. 971 – 974.

Keddam M., Kulka M. Simulation of the growth kinetics of g¢-nitride layers on Armco iron by the integral method // Met. Sci. Heat Treat. 2020. V. 62. P. 529 – 533.

Kooi B. J., Somers M. A. J., Mittemeijer E. J. An evaluation of the Fe – N phase diagram considering long-range order of N atoms in g¢-Fe4N1–x and e-Fe2N1–z // Metall. Mater. Trans. A. 1996. V. 27. P. 1063 – 1071.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2023.6.49-57


© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024