Wybrane aspekty regulowanego procesu azotowania (RAG) oraz azotowania w obniżonym ciśnieniu (LPN)

W artykule porównano efekty azotowania w procesie regulowanego azotowania gazowego (RAG), stosując atmosfery amoniaku rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem lub azotem z procesem azotowania w warunkach obniżonego ciśnienia (LPN). Procesom azotowania poddano konstrukcyjne stale stopowe 41CrAlMo7 (38HMJ), 42CrMo4 (40HM), niskowęglowe stale niestopowe (stale 10 i 20) oraz żelazo Armco. Próbki poddano procesom regulowanego azotowania gazowego (RAG) w dwóch wariantach, RAG-1: NH3/NH3zd. /N2=35/65/0 i RAG-2: NH3/NH3zd. /N2=5/0/95 oraz zastosowano jeden wariant azotowania w obniżonym ciśnieniu (LPN). Wspólnym parametrem charakteryzującym analizowane procesy był stopień dysocjacji amoniaku. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że w procesie RAG-1 można uzyskać monofazową warstwę azotków żelaza γ’ w dość szerokim zakresie stopni dysocjacji amoniaku. W procesach RAG-2 oraz LPN obszar trwałości fazy γ’ jest znacznie węższy i w związku z tym uzyskanie monofazowej warstwy azotków żelaza γ’ jest znacznie trudniejsze. W procesach LPN ograniczeniu obszaru trwałości fazy γ’ towarzyszy zwiększenie obszaru trwałości fazy α. Warunki kinetyczne w tych procesach sprzyjają wytwarzaniu warstw azotowanych bez przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza. Z kolei w procesach azotowania w atmosferach azotujących uzyskanych z atmosfery dwuskładnikowej rozcieńczanej azotem (RAG-2) zwiększa się obszar trwałości fazy ε. Warunki kinetyczne w tych procesach sprzyjają wytwarzaniu warstw azotowanych z warstwami azotków będących mieszaniną faz γ’ i ε.

In the article was compared the effects of nitriding in the process of regulated gas nitriding (RAG) using ammonia atmosphere diluted by dissociated ammonia or by nitrogen with a nitriding process under low pressure (LPN). In studies used alloy steels 41CrAlMo7 (38HMJ), 42CrMo4 (40HM), low-carbon steels (steels 10 and 20) and Armco iron. Nitriding of specimens was performed in regulated gas nitriding processes (RAG) in two variants, RAG-1: NH3 / NH3zd. / N2 = 35/65/0 and RAG-2: NH3 / NH3 zd. / N2 = 5/0/95 and applied one variant of a nitriding under low pressure (LPN). Common parameter characterizing the analyzed the processes was the degree of dissociation of ammonia. On the basis of studies have demonstrated that in the RAG-1 process can be obtained monophase layer of iron nitride γ’ in relatively wide range of dissociation of ammonia. In the RAG-2 and LPN processes phase stability region γ’ is much narrower and thus obtain a monophase layer of iron nitride γ’ is much more difficult. In the LPN processes reduce of area stability of the γ’ phase is accompanied by an increase in α phase stability region. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of the nitrided layer without the subsurface layers of the nitrides iron. In turn, in the RAG-2 processes increase the area of ε phase stability. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of nitrided layers with the subsurface layers of iron nitrides being a mixture of γ’ and ε phases.

Keywords

regulated gas nitriding low pressure nitriding X-ray diffraction nitrided layer

regulowane azotowanie gazowe azotowanie w obniżonym ciśnieniu analiza dyfrakcyjna warstwa azotków

Citation

Michalski J., Wołowiec-Korecka E., Ratajski J., Wach W., Kucharska B., Kula P., Olik R.: Wybrane aspekty regulowanego procesu azotowania (RAG) oraz azotowania w obniżonym ciśnieniu (LPN), Inżynieria Materiałowa 6 (208) (2015) 444-448.