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Determination of the s‐phase formation coefficient of plasma nitrided austenitic steel

Reinders, P. M. ; Patel, R. R. ; Musekamp, J. ; Kaestner, P. ; Hoche, H. ; Bräuer, G. ; Oechsner, M. (2023)
Determination of the s‐phase formation coefficient of plasma nitrided austenitic steel.
In: Materials Science and Engineering Technology = Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2021, 52 (2)
doi: 10.26083/tuprints-00017827
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

Es ist eine neuere Version dieses Eintrags verfügbar.

URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/17827

Kurzbeschreibung (Abstract)

Plasma nitriding is an effective surface hardening treatment for austenitic stainless steels. During plasma nitriding, s‐phase formation takes place which is not only responsible for high hardness and wear resistance but also for good corrosion resistance. In order to estimate the thickness of the s‐phase for austenitic stainless steel in a plasma nitriding process, an empirical model is devised. A number of plasma nitriding processes of austenitic stainless steel (304 L) were carried out with varying treatment temperature from 360 °C to 450 °C and process duration ranging from 10 hours to 24 hours with constant pressure, voltage, pulse‐to‐pause‐ratio and gas mixture. A time‐temperature dependent s‐phase formation coefficient is determined by measuring the thickness of the s‐phase using a scanning electron microscope (SEM) and glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES). The developed model is verified by three controlled experiments. This model fits the thickness of the s‐phase with an error of less than 6 %.

Typ des Eintrags:

Artikel

Erschienen:

2023

Autor(en):

Reinders, P. M. ; Patel, R. R. ; Musekamp, J. ; Kaestner, P. ; Hoche, H. ; Bräuer, G. ; Oechsner, M.

Art des Eintrags:

Zweitveröffentlichung

Titel:

Determination of the s‐phase formation coefficient of plasma nitrided austenitic steel

Sprache:

Englisch

Publikationsjahr:

22 Dezember 2023

Ort:

Darmstadt

Publikationsdatum der Erstveröffentlichung:

2021

Ort der Erstveröffentlichung:

Weinheim

Verlag:

Wiley-VCH

Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe:

Materials Science and Engineering Technology = Materialwissenschaft und Werkstofftechnik

Jahrgang/Volume einer Zeitschrift:

(Heft-)Nummer:

DOI:

10.26083/tuprints-00017827

URL / URN:

https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/17827

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Verlags-DOI

Herkunft:

Zweitveröffentlichung DeepGreen

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

Das Plasmanitrieren ist ein wirksames Verfahren zur Randschichthärtung von austenitischen Stählen. Während des Plasmanitrierens bildet sich die s‐Phase, welche für eine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit verantwortlich ist. Um die Dicke der s‐Phase eines austenitischen Stahls, welche sich während des Plasmanitrierens einstellt, im Vorfeld abschätzen zu können, wird ein empirisches Modell aufgestellt. Dazu werden verschiedene Plasmanitrierprozesse durchgeführt, die in der Behandlungstemperatur von 360 °C bis 450 °C und in der Behandlungsdauer von 10 Stunden bis 24 Stunden variiert werden. Andere Prozessparameter wie Druck, Spannung, Puls‐Pause‐Verhältnis oder Gaszusammensetzung bleiben konstant. Als Untersuchungswerkstoff dient der austenitische Stahl 1.4307. Ein abhängiger s‐Phasen‐Bildungskoeffizient wird durch das Messen der s‐Phasendicken unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM) und die Glimmentladungsspektroskopie (GDOES) bestimmt. Das entwickelte Modell wird durch Kontrollversuche unter selben obengenannten Bedingungen überprüft. Das Modell erlaubt die Abschätzung der s‐Phasendicke mit einem Fehler von 6 %.

Deutsch

Freie Schlagworte:

Plasma nitriding, s-phase, austenitic stainless steel, s-phase formation coefficient, model

Status:

Verlagsversion

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-178278

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Technische Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 670 Industrielle und handwerkliche Fertigung

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde - Zentrum für Konstruktionswerkstoffe - Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt (IfW-MPA)

Hinterlegungsdatum:

22 Dez 2023 13:39

Letzte Änderung:

28 Dez 2023 07:17

PPN:

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