Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cấu trúc của các lớp bề mặt của thép không gỉ austenitic không ổn định được nitr hóa trong plasma chùm tia điện tử
Tóm tắt
Nghiên cứu này xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ nitr hóa trong plasma chùm tia điện tử đối với thành phần cấu trúc và pha của các lớp bề mặt của thép không gỉ austenitic không ổn định. Phép quang phổ Mössbauer electron chuyển đổi cho thấy rằng nitr hóa ở nhiệt độ 350°C dẫn đến sự chuyển đổi của austenite thành pha α (bcc) thông qua cơ chế cắt ở các lớp bề mặt của một tấm (có độ dày hàng phần mười micron). Một austenite bão hòa nitơ và một hỗn hợp nitrid với cấu hình chủ yếu của ba nguyên tử nitơ trong môi trường sắt hình thành ở các lớp dày 1–5 μm. Nitr hóa ở nhiệt độ 500°C và cao hơn dẫn đến sự phân hủy của austenite bão hòa nitơ, sự thoát ra của crom và nitơ từ ma trận vào các nitrid CrN, Fe4N, và FexN, và sự chuyển đổi pha γ → α sau đó.
Từ khóa
#nitr hóa #thép không gỉ austenitic #plasma chùm tia điện tử #cấu trúc #thành phần phaTài liệu tham khảo
Yu. M. Lakhtin and Ya. D. Kogan, Nitrided steels (Mashinostroenie, Moscow, 1976) [in Russian].
A. S. Biro, “Trends of nitriding processes,” Production Processes and Systems 6, 57–66 (2013).
P. Jurci, J. Suchanek, and P. Stolar, “Effect of various plasma nitriding procedures on surface characteristics of P/M high speed steel,” Prog. Heat Treat. Surf. Eng. 197–208 (2000).
E. Menthe, K. -T. Rie, J. W. Schultze, and S. Simson, “Structure and properties of plasma nitrided stainless steel,” Surf. Coat. Technol. 74–75, 412–416 (1995).
A. D. Korotaev, S Ovchinnikov, A. N. Tyumentsev, Yu, Pinzhin, I. N. Goncharenko, N. N. Koval’, and P. N. Shchanin, “Ionic nitriding of ferritic–pearlitic and austenitic steels in low-pressure gas discharges,” Fiz. Khim. Obrab. Mater. No. 1, 22–27 (2004).
L. Wang, X. Xu, Z. Yu, and Z. Hei, “Low pressure plasma arc source ion nitriding of austenitic stainless steel,” Surf. Coat. Technol. 124, 93–96 (2000).
V. A. Shabashov, S Borisov, A Litvinov, A. E. Zamatovskii, N. F. Vil’danova, V. I. Voronin, and O, Shepatkovskii, “Nanostructure formation and phase transformations in nitrided stainless steel Kh18N8 during severe cold deformation,” Phys. Met. Metallogr. 107, 601–612 (2009).
T. Christiansen and M. A. J. Somers, “Stress and composition of carbon stabilized expanded austenite on stainless steel,” Metall. Mater. Trans. A 40, 1791–1798 (2009).
A. Galdikas and T. Moskalioviene, “Stress induced nitrogen diffusion during nitriding of austenitic stainless steel,” Comput. Mater. Sci. 50, 796–799 (2010).
L. Shen, L. Wang, and J. J. Xu, “Plasma nitriding of AISI 304 austenitic stainless steel assisted with hollow cathode effect,” Surf. Coat. Technol. 228, S456–S459 (2013).
N Gavrilov and A. I. Men’shakov, “Effect of the electron beam and ion flux parameters on the rate of plasma nitriding of an austenitic stainless steel,” Tech. Phys. 57, 399–404 (2012).
N. Gavrilov and A. S. Mamaev, “Low-temperature nitriding of titanium in low-energy electron-beam-excited plasma,” Tech. Phys. Lett. 35, 713–716 (2009).
A Makarov, N Gavrilov, G Samoilova, A. S. Mamaev, A. L. Osintseva, and R. A. Savrai, “Effect of a continuous and gas-cyclic plasma nitriding on the quality of nanostructured austenitic stainless steel,” Obrab.Met. (Tekhnol., Oborud., Instrum.), No. 2, 55–66 (2017).
V. S. Rusakov, Mössbauer spectroscopy of locally inhomogeneous systems (OPNI IYaF NYaTs, Respublika Kazakhstan, Almaty, 2000) [in Russian].
S. O. Muradyan, Structure and properties of cst corrosion-resistant steel alloyed with nitrogen, Cand. Sci. (Eng.) Dissertation, Moscow, Baikov Institute of Metallurgy, Russian Academy of Sciences, 2015.
F. Van der Woude and G. A. Sawatzky, “Mossbauer effect in iron and dilute iron based alloys,” Phys. Rep. (Section C of Physics Letters) 12, 335–374 (1974).
T. Moriya, Y. Sumitomo, H. Ino, E. Fujita, and Y. Maeda, “Mössbauer effect in iron–nitrogen alloys and compounds,” J. Phys. Soc. Jpn. 35, 1378–1385 (1973).
V. A. Shabashov, S. V. Borisov, A. E. Zamatovsky, N. F. Vildanova, A. G. Mukoseev, A. V. Litvinov, and O. P. Shepatkovsky, “Deformation-induced transformations in nitride layers formed in bcc iron,” Mater. Sci. Eng., A 452–453, 575–583 (2007).
A. J. Nozik, Jr. J. C. Wood, and G. Haacke, “High resolution Mössbauer spectrum of Fe4N,” Solid State Commun. 7, 1677–1679 (1969).
K. H. Eickel and W. Pitsch, “Magnetic properties of the hexagonal iron nitride ε-Fe3.2N,” Phys. Status Solidi 39, 121–129 (1970).
S. Kurian and N. S. Gajbhiye, “Magnetic and Mössbauer study of ε-FeyN (2 < y < 3) nanoparticles,” J. Nanopart. Res. 12, 1197–1209 (2010).
K. -J. Kim, K. Sumiyama, H. Onodera, and K. Suzuki, “Structure and magnetic properties of mechanically ground ε-Fe2.3N,” Jpn. J. Appl. Phys. 33, 6539–6541 (1994).
K. Sumiyama, H. Onodera, K. Suzuki, S. Ono, K. J. Kim, K. Gemma, and Y. Nishi, “Structure change in Fe4N powders by mechanical milling: a new aspect and correction of our previous reports,” J. Alloys Compd. 282, 158–163 (1999).
K. Oda, N. Kojima, K. Ito, H. Ino, and S. Kajiwara, “Interaction and arrangement of nitrogen and carbon atoms in fcc γ-iron,” Hyperfine Interact. 54, 853–859 (1990).
A. E. Vol, Structure and Properties of Binary Metallic Systems (Fizmatgiz, Moscow, 1962).
N. P. Lyakishev and O. A. Bannykh, “New structural steels with super-equilibrium nitrogen content,” Perspekt. Mater., No. 1, 73–82 (1995).
V. A. Shabashov, S Borisov, A Litvinov, V Sagaradze, A. E. Zamatovskii, K. A. Lyashkov, and N. F. Vil’danova, “Deformation-induced cyclic phase transitions of dissolution–precipitation of nitrides in surface layers of Fe–Cr–(Ni)–N alloys,” Phys. Met. Metallogr. 113, 489–503 (2012).