Influence of the process temperature on the steel microstructure and hardening in pulsed plasma nitriding

Zagonel, Luiz Fernando; Figueroa, Carlos A.; Droppa, R.

doi:10.1016/j.surfcoat.2005.11.137

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“…1) was numerically solved for titanium and copper parts of dimensions 5  13 cm and 20  40 cm. The calculations show that with no shield, the specimen temperature is no greater than 330 С, which is lower than 530 С optimal for nitriding [4,7].…”

Section: Modeling Of Gas Discharge In the Hollow Cathodementioning

confidence: 99%

“…Therefore, the gas composition or gas mixture ratio affects the discharge initiating voltage and hence the ion energy, and the voltage and current density are limited by the temperature allowable for treatment and by the gas pressure. Nitriding at 260 -510 o С provides the formation of hard nitride layers of thickness ranging up to 200 -300 µm [4,5].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The vacuum plasma technology used for surface modification of materials and large-size objects is based on the generation of low-temperature glow discharge plasmas [4][5][6][7][8][9] for which it is required to provide an ion current density of ~1 mA/cm 2 to a treated surface and a discharge operating voltage of hundred volts [8][9][10][11].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Mathematical Modeling of Discharge Plasma Generation and Diffusion Saturation of Metals and Alloys

Hung¹,

Васильевна²,

An³

2016

Proceedings of the 2016 Conference on Information Technologies in Science, Management, Social Sphere and Medicine

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Abstract. This paper presents a mathematical modeling of the plasma generation in a hollow cathode and the diffusion saturation of metals and alloys by nitrogen atoms in the plasma of a low-pressure non-self-sustained glow discharge. Characteristics of gas discharge are obtained. The relations between main technological parameters and structural-phase states of nitrited material are defined. Furthermore, this paper leads a comparison of calculated results with the experimental data.

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Section: Modeling Of Gas Discharge In the Hollow Cathodementioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

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Mathematical Modeling of Discharge Plasma Generation and Diffusion Saturation of Metals and Alloys

Hung¹,

Васильевна²,

An³

2016

Proceedings of the 2016 Conference on Information Technologies in Science, Management, Social Sphere and Medicine

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“…Essa é realizada no próprio reator e objetiva a retirada da camada passiva, característica desses materiais. No entanto, na literatura, há divergências no que diz respeito aos parâmetros empregados [1][2][3][4] ou ainda, na necessidade de realização da mesma [5,6].…”

Section: Introductionunclassified

Influência da limpeza prévia por sputtering na nitretação por plasma de aços inoxidáveis

Reis

Neidert

2011

Matéria (Rio J.)

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RESUMOCorpos de prova de aço inoxidável ISO 5832-1 foram nitretados por 2 h em uma atmosfera de 50% vol. N 2 e 50% vol. H 2 , a uma temperatura de 420 ºC. Antes da nitretação as amostras passaram por um processo de limpeza por sputtering, no próprio reator, com utilização de diferentes parâmetros. Utilizaram-se as seguintes técnicas de análise: microscopia ótica (MO) e microdureza Vickers. Os resultados evidenciaram que o emprego de uma etapa de limpeza por sputtering, anterior ao processamento, pode promover alterações significativas nos resultados obtidos na nitretação por plasma. Verificou-se ainda que o emprego de hidrogênio como agente de sputtering não causa nenhuma alteração nos resultados, quando comparados a um processamento realizado sem essa etapa de limpeza.Palavras-chave: Nitretação por plasma, sputtering, aços inoxidáveis.Influence of pre-cleaning by sputtering in plasma nitriding of stainless steel ABSTRACTSamples of ISO 5832-1 stainless steel were nitrided for 2h in a gas mixture of 50% vol. N 2 and 50% vol. H 2 at a temperature of 420 ºC. Before plasma treatment, the samples were cleaned by cathodic sputtering, in the reactor, using different parameters. The following analytical techniques were used: optical microscopy (OM) and microhardness. The results showed that the use of a cleaning step by sputtering prior to processing can promote significant changes in the results obtained by plasma nitriding. It was also found that the use of hydrogen as a sputtering agent causes no change in the results compared to a processing performed without this cleanup step.Keywords: Plasma nitriding, sputtering, stainless steel. INTRODUÇÃONa nitretação por plasma de aços inoxidáveis é muito comum realizar-se uma etapa anterior ao tratamento de nitretação que consiste em uma limpeza por sputtering, ou seja, por bombardeamento de íons energéticos e partículas rápidas. Essa é realizada no próprio reator e objetiva a retirada da camada passiva, característica desses materiais. No entanto, na literatura, há divergências no que diz respeito aos parâmetros empregados [1-4] ou ainda, na necessidade de realização da mesma [5,6].O sputtering é definido como um processo de desarranjo e ejeção de átomos da superfície de um sólido devido à troca de momentum associado com o bombardeamento da superfície por íons energéticos e partículas aceleradas por um campo elétrico. Para que ocorra o sputtering na superfície de um metal, é necessário que a espécie incidente possua uma energia maior ou igual à energia de ligação do átomo na superfície [7].O número de átomos ejetados por íon incidente é definido como taxa de sputtering (Y). Essa taxa possui grande dependência com as condições da superfície bombardeada (orientação cristalográfica, contaminação, topografia, etc.), o que a torna de difícil predição teórica. O modelo de Sigmund se ajusta para superfícies mono elementares livres de contaminação e com incidência normal das espécies incidentes [8]. Segundo esse modelo a taxa de sputtering para íons com energias inferiores a 1 keV é...

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“…Este perfil é proveniente da difusão de N a partir da superfície até o núcleo do material, sendo produtos deste processo a saturação de N na matriz, precipitação de nitretos, redistribuição do carbono e alterações do contorno de grão [17]. Geralmente, amostras nitretadas apresentam este comportamento de maior dureza na região mais próxima à superfície, na região da camada branca e zona de difusão, e um decaimento até uma dureza semelhante à do material não nitretado (CR) [52][53][54][55][56]. Porém, foi observado que as amostras nitretadas apresentaram um valor de dureza abaixo daquele encontrado no material CR, em uma profundidade de aproximadamente 400 µm.…”

Section: Microscopia Confocalunclassified

Estudo da resistência ao desgaste da camada zeta de pressão de risers flexíveis submetida a tratamento criogênico e nitretação a plasma

Herrera¹

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Influence of the process temperature on the steel microstructure and hardening in pulsed plasma nitriding

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Mathematical Modeling of Discharge Plasma Generation and Diffusion Saturation of Metals and Alloys

Mathematical Modeling of Discharge Plasma Generation and Diffusion Saturation of Metals and Alloys

Influência da limpeza prévia por sputtering na nitretação por plasma de aços inoxidáveis

Estudo da resistência ao desgaste da camada zeta de pressão de risers flexíveis submetida a tratamento criogênico e nitretação a plasma

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