Modification of structure and properties of unalloyed steels with intense argon and nitrogen plasma pulses

It is known, that phase - of the Fe-intestitial element phase equilibrium diagram - transformations into austenite can take place in the surface layer of steels irradiated with intense pulses of laser, ion or plasma beams. Due to the presence of nitrogen and carbon expanded austenite in stainless steel, good corrosion resistance is maintained while the wear resistance is increased. Unalloyed steels with various content of carbon were treated using high intensity, short argon and nitrogen plasma pulses, which melt the near surface layer. In the first case the pulses induces only heat effects whereas in the second the nitrogen atoms generate the formation of phases with nitrogen. NRA, SEM, CEMS, GXRD measurements and tribological tests were used to examine the modified samples. This paper presents results of investigations of modification effects in the near surface layer of unalloyed steels after irradiation with intense argon or nitrogen plasma pulses.

---

W warstwie wierzchniej stali poddanej działaniu intensywnych impulsów laserowych, jonowych lub plazmowych, mogą wystąpić przemiany faz z układu równowagi Fe-pierwiastek międzywęzłowy w austenit. Na skutek obecności azotowego i węglowego austenitu o zwiększonym parametrze sieci wzrasta odporność na zużycie przez tarcie stali nierdzewnych, przy jednoczesnym zachowaniu dobrych właściwości korozyjnych. Stale niestopowe o różnej zawartości węgla zostały poddane działaniu intensywnych impulsów plazmy argonowej i azotowej, które powodują stopienie warstwy wierzchniej materiału. W pierwszym przypadku impulsy wywołały tylko efekty cieplne, podczas gdy w drugim zostały utworzone fazy z azotem. Zmodyfikowane próbki były badane przy wykorzystaniu NRA, SEM, CEMS, GXRD oraz przeprowadzono testy tribologiczne. Praca prezentuje wyniki badań efektów modyfikacji warstw wierzchnich stali niestopowych poddanych działaniu intensywnych impulsów plazmy argonowej lub azotowej.