Effect of Low Temperature Nitriding of 100Cr6 Substrates on TiN Coatings Deposited by IBAD

Abstract

In this paper we studied the influence of pre-treating the surface of 100Cr6 steel by ion beam nitriding at low temperature (380°C) on the surface topography and wear resistance of thin TiN coatings deposited by reactive ion beam assisted deposition. The specimens were characterized by grazing incidence X-ray diffraction, scanning electron microscopy and atomic force microscopy. The wear resistance of the TiN-coated specimens was evaluated by means of ball on disc tests. The results showed that application of a preliminary ion beam nitriding treatment slightly increased the surface roughness but improved the wear resistance of the 100Cr6 steel due to the formation of a diffusion zone containing the γ'-Fe 4 N nitride combined with the TiN coating.

Nitretação e deposição por plasma em ferramentas de aços AISI M2 e D2 utilizadas na conformação e estampagem de pregos: um estudo de viabilidade

“…Para os dois tratamentos no aço M2, foi possível identificar a formação dos nitretos do tipo Ɛ-Fe 3 N e γ'-Fe 4 N (Figura 5-b), responsáveis pelo aumento da dureza e do nível de desgaste de superfícies nitretadas [23,24]. Houve a redução da quantidade dos picos de M 6 C, porém a forte presença desses carbonetos demonstra a formação de uma fina e/ou descontinua camada de compostos.…”

“…Analisando-se o perfil de microdurezada da amostra de aço D2, conforme visto na Figura 8, pode ser observado que o amolecimento do substrato se acentuou durante a deposição de TiN, provavelmente devido ao prolongamento do tempo de tratamento e/ou o superaquecimento das amostras a temperaturas superiores à medida. Já o menor efeito sobre o substrato do aço M2 pode ser atribuído a uma maior quantidade de molibidenio que reduz o tamanho do grão da matensita e é um forte formador de carbonetos estáveis e resistentes ao calor [24,28]. As reduções na microdureza dos substratos em cerca de 26% para o M2 e 39% para o D2 precisam ser melhor investigadas.…”

Morphology of the DIN 100Cr6 Case Hardened Steel after Plasma Nitrocarburizing Process

“…The process modifies the alloy surface proprieties due to the formation of crystalline phases such as iron nitrides and/or carbonitrides 4 , improving considerably the corrosion 5 and wear resistances 6-12 . Recently there have been a number of reports dealing with the nitrocarburizing of steels 6,7, [13][14][15] .…”