On the kinetics of plasma nitriding a martensitic stainless steel type AISI 420

Pinedo, Carlos Eduardo; Monteiro, Waldemar Alfredo

doi:10.1016/s0257-8972(03)00853-3

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“…04017-p. 3 higher chromium content (more than 5.6 mass percent) presented strong interaction characteristics with nitrogen [17]. Therefore, 14.25wt% Cr in the steel was high enough for interacting with nitrogen to form chromium nitride.…”

Section: Icper -2014mentioning

confidence: 97%

“…Martensitic stainless steels are widely used as automotive components, boilers, cutting tools, dental and surgical instruments, machinery components, and structural parts due to their good mechanical properties [9,17]. Even though nitrided austenitic stainless steels have established themself in many industrial applications, nitrided martensitic stainless steels remain a good choice for low temperature applications and mildly corrosive environments [12].…”

Section: ½ N2(gas) ↔ N[γ]mentioning

confidence: 99%

“…The hardness increased with longer nitriding time due to more nitrogen dissolved in the steel which can be seen in four hours nitrided steel that contained more precipitates compared to nitriding at one hour. It was reported that the precipitation of nitrides influenced the increase in hardness of the steels [9,17]. Therefore, nitriding the steel for four hours produced higher hardness was associated to its higher nitrogen content and more precipitates.…”

Section: Icper -2014mentioning

confidence: 99%

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Microstructure and Hardness of High Temperature Gas Nitrided AISI 420 Martensitic Stainless Steel

Ibrahim

Hussain

Awang

2014

MATEC Web of Conferences

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Abstract. This study examined the microstructure and hardness of as-received and nitrided AISI 420 martensitic stainless steels. High temperature gas nitriding was employed to treat the steels at 1200 o C for one hour and four hours using nitrogen gas, followed by furnace cooled. Chromium nitride and iron nitride were formed and concentrated at the outmost surface area of the steels since this region contained the highest concentration of nitrogen. The grain size enlarged at the interior region of the nitrided steels due to nitriding at temperature above the recrystallization temperature of the steel and followed by slow cooling. The nitrided steels produced higher surface hardness compared to as-received steel due to the presence of nitrogen and the precipitation of nitrides. Harder steel was produced when nitriding at four hours compared to one hour since more nitrogen permeated into the steel.

show abstract

Section: Icper -2014mentioning

confidence: 97%

Section: ½ N2(gas) ↔ N[γ]mentioning

confidence: 99%

Section: Icper -2014mentioning

confidence: 99%

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Microstructure and Hardness of High Temperature Gas Nitrided AISI 420 Martensitic Stainless Steel

Ibrahim

Hussain

Awang

2014

MATEC Web of Conferences

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show abstract

“…Não se observa presença de camada branca ou de nitretos em contornos de grão. A morfologia de formação da camada nitretada para o aço inoxidável 17-4PH, tanto em tela ativa quanto em plasma/DC, coincide com a morfologia apresentada na literatura para aços inoxidáveis martensíticos [16][17], e tem seu mecanismo de crescimento controlado pelo teor de cromo no aço e pela necessidade de precipitação de nitretos de cromo durante seu crescimento [18][19]. Comparando a microestrutura da amostra nitretada dentro e fora da Tela Ativa é verificado que a amostra nitretada em Plasma/DC, apresenta uma zona de difusão maior que na amostra nitretada em Tela Ativa.…”

Section: Amostraunclassified

Nitretação Sob Plasma Por Tela Ativa E Plasma Direto/Dc Do Aço Inoxidável Endurecível Por Precipitação Tipo 17-4 Ph

Vitoi¹,

Magnabosco²,

Pinedo³

et al. 2018

ABM Proceedings

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ResumoA nitretação do aço inoxidável endurecível por precipitação do tipo 17-4PH foi estudada comparativamente pelos processos de Plasma-DC e de Tela Ativa. Os resultados mostram que os dois processos são eficientes em promover a formação da camada nitretada de elevada dureza superficial, cerca de 1300 HV0,025. Entretanto, diferenças importantes são observadas. No processo de Plasma-DC a camada nitretada é composta, além da martensita acicular saturada em nitrogênio, de nitretos de ferro e cromo precipitados pela supersaturação. No processo de Tela Ativa a precipitação de nitretos de cromo é praticamente suprimida e predominando os nitretos de ferro. Esta diferença na sequência de precipitação de nitretos é inferida como sendo causada pela oferta de nitrogênio. Em Plasma-DC a oferta de nitrogênio é suficiente para a precipitação do nitreto de cromo, o que não ocorre em Tela Ativa. A maior profundidade de camada e de endurecimento transversal confirma a maior difusão de nitrogênio em Plasma-DC. Ainda, em ambos os processos a dureza de partida do substrato envelhecido é preservada após o ciclo de nitretação. Palavras-chave: Aço 17-4 PH; Nitretação sob plasma; Tela ativa; Endurecimento. DC-DIRECT AND ACTIVE SCREEN PLASMA NITRIDING OF 17-4 PH STAINLESS STEEL AbstractPlasma nitriding of 17-4PH was studied by DC-Plasma and Active Screen processes. Both processes are effective for increasing the surface hardness up to 1300 HV0.025. However, differences in the nitrided case characteristics are observed. In the Plasma-DC process the diffusion zone has iron and chromium nitrides precipitation while in the Active Screen process massive iron nitride precipitation is observed. Such difference in the precipitation behavior is a consequence of the nitrogen inlet rate. For the Plasma-DC the nitrogen inlet rate is higher than for the Active Screen, and enough to allow chromium nitride precipitation. Nitriding depth is higher on DC-Plasma compared to Active Screen. For both processes the aged substrate hardness is not impaired after the surface treatment.

show abstract

“…As espessuras das camadas obtidas para as temperaturas de 623, 673 e 773 K, foram respectivamente 30, 45 e 130 m, semelhante aos resultados obtidos na nitretação iônica convencional, tanto nesse trabalho como por P. Corengia [11] e Pinedo [12]. Diferenças microestruturais foram observadass, principalmente para as amostras nitretadas em 673K e 773K.…”

Section: Figuraunclassified

Nitretação iônica em gaiola catódica do aço inoxidável martensítico AISI 420

Sousa¹,

Araújo

Ribeiro

et al. 2008

Matéria (Rio J.)

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RESUMOAmostras cilíndricas de aço inoxidável martensítico AISI 420 foram nitretadas ionicamente usando blindagens elétricas. Elas foram nitretadas nas temperaturas de 623, 673 e 773 K, durante 5 horas. Nessa técnica as amostras são colocadas num potencial flutuante, dentro de uma gaiola que blinda o potencial catódico. Um estudo sistemático foi realizado para avaliar a eficiência desta técnica sobre a eliminação do efeito de borda, quando comparado com a nitretação iônica convencional. As amostras nitretadas por essa nova técnica apresentaram taxa de nitretação, fases cristalinas e durezas, semelhantes àquelas nitretadas convencionalmente. Porém, foi possível eliminar completamente os anéis de erosão, comumente existentes nas amostras tratadas convencionalmente, os quais surgem devido a efeitos de bordas.Palavras chaves: Gaiola catódica aço inoxidável AISI 420, efeito de borda. Martensitic stainless steel AISI 420 nitrided by cathodic cage techniqueABSTRACT AISI 420 stainless steel samples have been nitrided by cathodic cage technique with addition of methane to reduce chromium nitride precipitation, increase hardness and wear resistance without presence of characteristic defects inherent to the ionic nitriding. Microhardness profile and X-ray analysis confirm formation of layer with high hardness constituted for two regions: one internal region composed for carbon and another composed for nitrogen.Keywords: Cathodic Cage, stainless steel AISI 420, edge effect. INTRODUÇÃOOs aços inoxidáveis são de grande uso na engenharia devido a sua alta resistência à corrosão, apresentando, no entanto, baixa resistência ao desgaste e reduzida dureza. Estas duas últimas propriedades são significativamente melhoradas através da nitretação iônica [1][2][3]. Como é conhecido, a nitretação do aço inoxidável austenítico a temperaturas superiores a 723 K produz elevadas resistência ao desgaste e dureza, mas a resistência à corrosão diminui sensivelmente devido a precipitação do nitreto de cromo e conseqüente redução do teor de cromo na matriz. Já quando a nitretação é realizada a temperaturas inferiores a 723 K é produzida uma fase supersaturada de nitrogênio na austenita denominada austenita expandida, ou fase S, de elevadas dureza e resistência ao desgaste associadas a uma excelente resistência à corrosão [4,5].Embora exista um grande número de trabalhos publicados sobre a nitretação do aço inoxidável austenítico, pouco tem sido divulgado sobre a nitretação do aço inoxidável martensítico [6].Nesse trabalho tem-se como objetivo demonstrar a eficiência de um novo dispositivo desenvolvido no LabPlasma/UFRN [7], na nitretação iônica do aço inoxidável martensítico 420, possibilitando a obtenção de uma camada superficial espessa, de elevada dureza e sem o efeito de bordas [8,9]. As elevadas durezas obtidas neste processo se devem ao surgimento de uma fase denominada martensita expandida [10], assim denominada em comparação com a austenita expandida.

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On the kinetics of plasma nitriding a martensitic stainless steel type AISI 420

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Microstructure and Hardness of High Temperature Gas Nitrided AISI 420 Martensitic Stainless Steel

Microstructure and Hardness of High Temperature Gas Nitrided AISI 420 Martensitic Stainless Steel

Nitretação Sob Plasma Por Tela Ativa E Plasma Direto/Dc Do Aço Inoxidável Endurecível Por Precipitação Tipo 17-4 Ph

Nitretação iônica em gaiola catódica do aço inoxidável martensítico AISI 420

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