Glow discharge nitriding of AISI 316L austenitic stainless steel: Influence of treatment pressure

Borgioli, Francesca; Fossati, A.; Galvanetto, Emanuele; Bacci, T.; Pradelli, G.

doi:10.1016/j.surfcoat.2005.07.073

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“…est towards lower 2θ angles, suggesting an austenite lattice expansion by the nitrogen introduced in solid solution during nitriding the nitrogen-expanded austenite (γ N ) formation. Similar results were observed by [19][20][21][22][23] , for the nitriding of wrought AISI 316L stainless steel, and by 24 , for sintered AISI 316L stainless steel. In addition, Borgioli 25 showed that the formation of the γ N phase also occurs during plasma nitriding and nitrocarburizing of sintered AISI 316L steel preformed at 773 K (500 °C) and 8 hours.…”

Section: Nitrided Layer Characterizationsupporting

confidence: 83%

Low-temperature plasma nitriding of sintered PIM 316L austenitic stainless steel

et al. 2014

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This work reports experimental results on sintered PIM 316L stainless steel low-temperature plasma nitriding. The effect of treatment temperature and time on process kinetics, microstructure and surface characteristics of the nitrided samples were investigated. Nitriding was carried out at temperatures of 350, 380, 410 and 440 °C , and times of 4, 8 and 16 h, using a gas mixture composed by 60% N 2 + 20% H 2 + 20% Ar, at a gas flow rate of 5.00 × 10 -6 Nm 3 s −1, and a pressure of 800 Pa. The treated samples were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffractometry and microhardness measurements. Results indicate that low-temperature plasma nitriding is a diffusion controlled process. The calculated activation energy for nitrided layer growth was 111.4 kJmol -1 . Apparently precipitation-free layers were produced in this study. It was also observed that the higher the treatment temperature and time the higher is the obtained surface hardness. Hardness up to 1343 HV 0.025 was verified for samples nitrided at 440 °C. Finally, the characterization of the treated surface indicates the formation of cracks, which were observed in regions adjacent to the original pores after the treatment.

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Section: Nitrided Layer Characterizationsupporting

confidence: 83%

Low-temperature plasma nitriding of sintered PIM 316L austenitic stainless steel

et al. 2014

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“…Desta forma a utilização da nitretação por plasma fica restrita ao uso desse processo a baixa temperatura, no qual ocorre somente a formação da fase N [1,9,10]. No entanto, para essa condição de processamento, produzem-se camadas superficiais de austenita expandida (N) ou fase "S" muito finas [11,12].…”

Section: Introductionunclassified

Nitretação por plasma do aço ISO 5832-1 em alta temperatura: Influência do tempo de tratamento e sua aplicação no processo "SHTPN"

2013

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RESUMOCorpos de prova de aço inoxidável ISSO 5832-1 foram nitretados em uma atmosfera de 90% vol. N2 + 10% vol. H2, a uma temperatura de 870ºC. Os tempos de processamento estudados foram 1, 3 e 5 h. Utilizaram-se as seguintes técnicas de análise: difração de raios-x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microdureza Vickers, além da análise da variação de massa. Os resultados indicaram um crescimento difusivo da camada composta. O aumento do tempo promoveu uma maior incorporação de nitrogênio no material, porém, devido à maior difusão em volume e a consequente formação de camadas mais espessas, fases mais pobres nesse elemento foram identificadas. Verificou-se, ainda, uma diminuição da dureza da camada nitretada com o aumento do tempo de tratamento. O ganho de massa, bem como o crescimento da camada nitretada, foi crescente com o tempo de tratamento. Dentre os tempos estudados, o que mais se adequou ao posterior tratamento de "SHTPN" foi o de 3h, principalmente devido ao tamanho de grão, associado à incorporação de nitrogênio obtida. Palavras-chave:Nitretação por plasma, aços inoxidáveis, ISO 5832-1, SHTPN. ABSTRACTSamples of stainless steel ISO 5832-1 were nitrided in a gas mixture of 90% N2 + 10% H2 at a temperature of 870ºC. The treatment times were 1, 3 and 5 hours. Treated samples were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and Vickers microhardness, as well as analyze of the mass variation. The results indicated the diffusion growth of the compound layer. The increased time promoted a greater uptake of nitrogen in the material, however, due to higher bulk diffusion and the consequent formation of thicker layers, phases poor in this element were identified. There was also a decrease in hardness of the nitrided layer with increasing treatment time. The gain in mass, as well as growth of the nitrided layer, increased with treatment time. For the subsequent SHTPN treatment the nitriding time of 3 h was the most suitable, mainly due to grain size, associated with the obtained nitrogen incorporation.

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“…Essa é realizada no próprio reator e objetiva a retirada da camada passiva, característica desses materiais. No entanto, na literatura, há divergências no que diz respeito aos parâmetros empregados [1][2][3][4] ou ainda, na necessidade de realização da mesma [5,6].…”

Section: Introductionunclassified

Influência da limpeza prévia por sputtering na nitretação por plasma de aços inoxidáveis

Reis

Neidert

2011

Matéria (Rio J.)

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RESUMOCorpos de prova de aço inoxidável ISO 5832-1 foram nitretados por 2 h em uma atmosfera de 50% vol. N 2 e 50% vol. H 2 , a uma temperatura de 420 ºC. Antes da nitretação as amostras passaram por um processo de limpeza por sputtering, no próprio reator, com utilização de diferentes parâmetros. Utilizaram-se as seguintes técnicas de análise: microscopia ótica (MO) e microdureza Vickers. Os resultados evidenciaram que o emprego de uma etapa de limpeza por sputtering, anterior ao processamento, pode promover alterações significativas nos resultados obtidos na nitretação por plasma. Verificou-se ainda que o emprego de hidrogênio como agente de sputtering não causa nenhuma alteração nos resultados, quando comparados a um processamento realizado sem essa etapa de limpeza.Palavras-chave: Nitretação por plasma, sputtering, aços inoxidáveis.Influence of pre-cleaning by sputtering in plasma nitriding of stainless steel ABSTRACTSamples of ISO 5832-1 stainless steel were nitrided for 2h in a gas mixture of 50% vol. N 2 and 50% vol. H 2 at a temperature of 420 ºC. Before plasma treatment, the samples were cleaned by cathodic sputtering, in the reactor, using different parameters. The following analytical techniques were used: optical microscopy (OM) and microhardness. The results showed that the use of a cleaning step by sputtering prior to processing can promote significant changes in the results obtained by plasma nitriding. It was also found that the use of hydrogen as a sputtering agent causes no change in the results compared to a processing performed without this cleanup step.Keywords: Plasma nitriding, sputtering, stainless steel. INTRODUÇÃONa nitretação por plasma de aços inoxidáveis é muito comum realizar-se uma etapa anterior ao tratamento de nitretação que consiste em uma limpeza por sputtering, ou seja, por bombardeamento de íons energéticos e partículas rápidas. Essa é realizada no próprio reator e objetiva a retirada da camada passiva, característica desses materiais. No entanto, na literatura, há divergências no que diz respeito aos parâmetros empregados [1-4] ou ainda, na necessidade de realização da mesma [5,6].O sputtering é definido como um processo de desarranjo e ejeção de átomos da superfície de um sólido devido à troca de momentum associado com o bombardeamento da superfície por íons energéticos e partículas aceleradas por um campo elétrico. Para que ocorra o sputtering na superfície de um metal, é necessário que a espécie incidente possua uma energia maior ou igual à energia de ligação do átomo na superfície [7].O número de átomos ejetados por íon incidente é definido como taxa de sputtering (Y). Essa taxa possui grande dependência com as condições da superfície bombardeada (orientação cristalográfica, contaminação, topografia, etc.), o que a torna de difícil predição teórica. O modelo de Sigmund se ajusta para superfícies mono elementares livres de contaminação e com incidência normal das espécies incidentes [8]. Segundo esse modelo a taxa de sputtering para íons com energias inferiores a 1 keV é...

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Glow discharge nitriding of AISI 316L austenitic stainless steel: Influence of treatment pressure

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Low-temperature plasma nitriding of sintered PIM 316L austenitic stainless steel

Low-temperature plasma nitriding of sintered PIM 316L austenitic stainless steel

Nitretação por plasma do aço ISO 5832-1 em alta temperatura: Influência do tempo de tratamento e sua aplicação no processo "SHTPN"

Influência da limpeza prévia por sputtering na nitretação por plasma de aços inoxidáveis

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