By analogy with carburising, electrochemical concentration cells with oxygen conducting solid electrolytes have proved their suitability for the control of oxynitriding atmospheres, both as oxygen probes and as nitriding probes using two cells. Their application to nitrocarburising atmospheres is currently under evaluation. The measurements and calculations described in the present paper make possible the development of computer aided control of gas nitriding atmospheres. Process control on the basis of probe signals provides a more precise and flexible approach to meeting the demands made on surface layers. It can prevent disturbances caused by uncontrolled oxygen intake andfacilitates a rational gas regime, thus contributing to process and product optimisation.

KurzfassungFür die zeitnahe Regelung von Anlagen zur Niederdruckaufkohlung werden robuste Sensoren und Messsysteme benötigt, die ein Signal zu dem momentan in den Werkstof übergehenden Kohlenstof liefern. Für diese Applikation wurde ein coulometrischer Festelektrolytsensor auf der Basis von stabilisiertem Zirconiumdioxid eingesetzt, der die kontinuierliche Umsetzung eines Teilstroms des Ofenabgases mit Sauerstof ermöglicht. Untersuchungen mit diesem Sensor im Labor und an einer Einkammer-Anlage im Vergleich mit einem H2-Wärmeleitfähigkeitssensor (WLD) zeigen, dass der Titrationsstrom deutlich schneller reagiert als das Signal des WLD und nach einer Kalibrierung als direktes Maß für den Kohlenstofübergang herangezogen werden kann. Der Vergleich der mit dem coulometrischen Sensor online gemessenen integralen Kohlenstofübertragung mit dem oline bestimmten Kohlenstofproil der behandelten Werkstücke zeigt im Rahmen der erreichbaren Genauigkeit eine zufriedenstellende Übereinstimmung.

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Kurzfassung An chromlegierten Stählen wurde der Einfluss von Sauerstoff auf ihr Nitrierverhalten im Plasma untersucht. Durch Luftzusätze wurde das Oxidationspotenzial des Prozessgases in weiten Grenzen verändert. Analog zum Gasoxinitrieren führt ein Plasmaoxinitrieren von Stählen mit geringen Chromgehalten zu einem beschleunigten Wachstum der Verbindungsschicht. Bei höher legierten Chromstählen verschlechtern Luftzusätze das Nitrierergebnis erheblich. Die negative Wirkung unkontrollierter Sauerstoffverunreinigungen kann bei diesen Stählen durch einen hinreichend hohen Wasserstoffanteil im Prozessgas kompensiert werden.

Solution nitriding is an attractive method for improving the tribologic and chemical loadability of components and tools made of stainless steel. A novel two‐step process described here offers a means of optimizing the solution nitriding process. It consists of activating the surface by nitriding at temperatures under 600 °C (precipitation nitriding), followed by a diffusion treatment at a material‐specific temperature ranging between 1070 and 1150 °C. The authors reveal that surface activation roughly halves the treatment time needed for the high‐temperature step.