Wybrane aspekty regulowanego procesu azotowania (RAG) oraz azotowania w obniżonym ciśnieniu (LPN)

In the article was compared the effects of nitriding in the process of regulated gas nitriding (RAG) using ammonia atmosphere diluted by dissociated ammonia or by nitrogen with a nitriding process under low pressure (LPN). In studies used alloy steels 41CrAlMo7 (38HMJ), 42CrMo4 (40HM), low-carbon steels (steels 10 and 20) and Armco iron. Nitriding of specimens was performed in regulated gas nitriding processes (RAG) in two variants, RAG-1: NH3 / NH3zd. / N2 = 35/65/0 and RAG-2: NH3 / NH3 zd. / N2 = 5/0/95 and applied one variant of a nitriding under low pressure (LPN). Common parameter characterizing the analyzed the processes was the degree of dissociation of ammonia. On the basis of studies have demonstrated that in the RAG-1 process can be obtained monophase layer of iron nitride γ’ in relatively wide range of dissociation of ammonia. In the RAG-2 and LPN processes phase stability region γ’ is much narrower and thus obtain a monophase layer of iron nitride γ’ is much more difficult. In the LPN processes reduce of area stability of the γ’ phase is accompanied by an increase in α phase stability region. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of the nitrided layer without the subsurface layers of the nitrides iron. In turn, in the RAG-2 processes increase the area of ε phase stability. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of nitrided layers with the subsurface layers of iron nitrides being a mixture of γ’ and ε phases.

W artykule porównano efekty azotowania w procesie regulowanego azotowania gazowego (RAG), stosując atmosfery amoniaku rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem lub azotem z procesem azotowania w warunkach obniżonego ciśnienia (LPN). Procesom azotowania poddano konstrukcyjne stale stopowe 41CrAlMo7 (38HMJ), 42CrMo4 (40HM), niskowęglowe stale niestopowe (stale 10 i 20) oraz żelazo Armco. Próbki poddano procesom regulowanego azotowania gazowego (RAG) w dwóch wariantach, RAG-1: NH3/NH3zd. /N2=35/65/0 i RAG-2: NH3/NH3zd. /N2=5/0/95 oraz zastosowano jeden wariant azotowania w obniżonym ciśnieniu (LPN). Wspólnym parametrem charakteryzującym analizowane procesy był stopień dysocjacji amoniaku. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że w procesie RAG-1 można uzyskać monofazową warstwę azotków żelaza γ’ w dość szerokim zakresie stopni dysocjacji amoniaku. W procesach RAG-2 oraz LPN obszar trwałości fazy γ’ jest znacznie węższy i w związku z tym uzyskanie monofazowej warstwy azotków żelaza γ’ jest znacznie trudniejsze. W procesach LPN ograniczeniu obszaru trwałości fazy γ’ towarzyszy zwiększenie obszaru trwałości fazy α. Warunki kinetyczne w tych procesach sprzyjają wytwarzaniu warstw azotowanych bez przypowierzchniowej warstwy azotków żelaza. Z kolei w procesach azotowania w atmosferach azotujących uzyskanych z atmosfery dwuskładnikowej rozcieńczanej azotem (RAG-2) zwiększa się obszar trwałości fazy ε. Warunki kinetyczne w tych procesach sprzyjają wytwarzaniu warstw azotowanych z warstwami azotków będących mieszaniną faz γ’ i ε.