Ekran aktywny w procesie azotowania jonowego i jego wpływ na kinetykę procesu

W pracy przedstawiono efekty zastosowania ekranów aktywnych w procesie azotowania jonowego oraz ich wpływ na kinetykę procesu i właściwości warstwy wierzchniej Fe armco i Ti Grade 2. Próbki do badań umieszczono w wariancie pierwszym na katodzie, natomiast w wariancie drugim zastosowano ekran aktywny (active screen -AS) wykonany ze stali niskowęglowej w procesie azotowania Fe armco i stopu Ti Grade 5 podczas azotowania Ti Grade 2. Azotowanie jonowe przeprowadzono, stosując następujące parametry odpowiednio dla materiałów: Fe armco - T = 693, 733, 773, 813 K, r= 6 h, p = 150 Pa, skład atmosfery 25% N2, 75% H2; Ti Grade 2: T= 803, 833, 863 K, r = 8 h, p = 150 Pa, skład atmosfery 25% N2, 75% HZ. W celu oceny wpływu zastosowanych wariantów procesu na właściwości warstwy wierzchniej i kinetykę procesu zastosowano następujące metody badawcze: mikroskopię świetlną i elektronową, badania mikrotwardości, rentgenowską analizę fazową oraz badania za pomocą spektroskopii emisyjnej w wyładowaniu jarzeniowym. Stwierdzono, że zastosowanie metody active screen podczas azotowania wpływa na kinetykę procesu azotowania oraz na zmianę strefowej budowy warstwy wierzchniej badanych materiałów o różnej budowie krystalicznej.

---

The paper presents an analysis of the active screen role in ion nitriding and its effect on process kinetics and surface layer properties of Fe armco and Ti Grade 2. In the first variant samples were placed directly on a cathode while in the second one an active screens made of low-carbon steel in the case of Fe armco process, Ti Grade 5 in the case of Ti grade 2 nitriding were applied. Ion nitriding process was carried out for following parameters: Fe armco - T= 693, 733, 773, 813 K, r = 6 h,p = 150 Pa, atmosphere 25% NZ, 75% Hz; Ti Grade 2: T= 803, 833, 863 K, T- 8 h, p = 150 Pa, atmosphere 25% N2, 75% H2. Effect of the ion nitriding different variants on the surface layer and process kinetics was analyzed with light and electron microscopy, microhardness measurements, X-ray diffraction and glow discharge optical emission spectroscopy. It was stated that the application of an active screen method significantly influences on nitriding process kinetics and surface layer structure of treated materials with a different crystal structure.