Plasma nitriding of 316L austenitic stainless steel: Experimental investigation of fatigue life and surface evolution

Stinville, J.C.; Villechaise, Patrick; Templier, C.; Rivière, J.P.; Drouet, M.

doi:10.1016/j.surfcoat.2009.09.052

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“…To accomplish this, DSS are submitted to thermochemical treatments as plasma nitriding to increase the surface hardness 1,2 , wear resistance 3 and fatigue properties 4 . Nitriding is done at low temperatures to prevent nitrides formation, which reduces corrosion resistance 5 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

On the Nitrogen Diffusion in a Duplex Stainless Steel

Bobadilla

Tschiptschin

2015

Mat. Res.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

On the Nitrogen Diffusion in a Duplex Stainless Steel

Bobadilla

Tschiptschin

2015

Mat. Res.

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“…A precipitação de nitretos causa empobrecimento do cromo em solução sólida, o que reduz a resistência à corrosão. Isto ocorre porque o empobrecimento do cromo dificulta a formação da camada passiva (6,7,10) . Acredita-se que a precipitação de nitretos ocorreu em todas as camadas nitretadas em diferentes atmosferas devido a maior temperatura na superfície da amostra em relação a posição do termopar, conforme discutido por Lima (11) .…”

Section: Resultsunclassified

“…Para preservar o caráter inoxidável do aço, o tratamento deve ser realizado em baixa temperatura. Neste caso, o nitrogênio se difunde na rede cristalina formando um solução sólida supersaturada de nitrogênio, que expande o parâmetro de rede da estrutura cristalina CFC, constituindo uma fase conhecida como austenita expandida (γ N ) (5)(6) .…”

Section: Introductionunclassified

“…A camada nitretada em temperaturas abaixo de 350°C é formada apenas pela fase austenita expandida (γ N ), enquanto tratamentos acima desta temperatura proporcionam o surgimento de nitretos de ferro e de cromo na camada, havendo um aumento significativo em temperaturas acima de 400°C. A precipitação do nitreto de cromo (CrN) causa o empobrecimento do cromo em solução sólida, o que reduz a resistência à corrosão (6)(7)(8) .…”

Section: Introductionunclassified

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Nitretação por plasma de aço inoxidável AISI 304: estudo da influência da atmosfera de tratamento na microestrutura da camada.

Recco

Monsores²,

Sachsida³

2017

RBAV

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RESUMONeste trabalho, amostras de aço inoxidável austenítico AISI 304 foram nitretadas a uma pressão de 5,0 Torr, temperatura de 400°C, tempo de 4h e atmosferas de 80%N 2 :20%H 2 , 25%N 2 :75%H 2 e 10%N 2 :90%H 2 . Com o objetivo de estudar a influência da atmosfera na formação da estrutura e propriedades da camada nitretada, as amostras foram caracterizadas por microscopia óptica, difração de raios-x e microdureza. Em todas as amostras houve precipitação de nitretos de cromo. Acredita-se que esta precipitação ocorre devido à temperatura real na superfície bombardeada ser maior que a temperatura média. Na amostra nitretada em atmosfera de 10% N 2 :90% H 2 a fase metaestável austenita expandida não está presente, enquanto o surgimento desta fase ocorre em amostras tratadas com maior concentração de N 2 e sua presença é mais intensificada de acordo com o aumento do %N 2 , tornando a condição de tratamento com atmosfera de 80% N 2 : 20% H 2 mais favorável à sua formação. Palavras-chave:Nitretação por plasma, Atmosfera de tratamento, Aço inoxidável austenítico. ABSTRACTIn this present study, samples of AISI 304 austenitic stainless steel were nitrided at a 5 Torr pressure, and temperature at 400°C, 4 hours duration period and atmospheres at 80%N 2 :20% H 2 , 25%N 2 :75%H 2 and 10%N 2 :90%H 2 . In order to study the influence of the atmosphere on the structure and properties of the nitrided layer, the samples were characterized by optical microscopy, x-ray diffraction and microhardness test. In all samples there was precipitation of chromium nitrides. This precipitation occurs because the actual temperature on the bombed surface is greater than the average temperature. Furthermore, in the sample nitrided in atmosphere at 10%N 2 :90%H 2 the metastable phase austenite expanded is not present. Whereas the appearance of this phase occurs in samples treated with higher concentration of N 2, and its presence is more intensified according to the increase of %N 2 , so that, making the treatment condition with an atmosphere at 80% N 2 :20% H 2 more favorable.

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“…Unfortunately, the easy-axis directions for expanded austenite are unknown. This fact together with the concomitant exchange and dipolar coupling between grains and the plastic deformation induced by nitriding [24][25][26] make the analysis of the loops rather complex. Nevertheless, the stepped loops for grains B and C may arise from the presence of two competing anisotropies, e.g., cubic ͑perhaps intrinsic to the expanded austenite͒ and uniaxial ͑e.g., due to residual strain͒ and a measuring field away from the easy-axes.…”

mentioning

confidence: 99%

Out-of-plane magnetic patterning on austenitic stainless steels using plasma nitriding

Menéndez

Stinville

Tromas

et al. 2010

Applied Physics Letters

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A correlation between the grain orientation and the out-of-plane magnetic properties of nitrogen-enriched polycrystalline austenitic stainless steel surface is performed. Due to the competition between the magnetocrystalline anisotropy, the exchange and dipolar interactions, and the residual stresses induced by nitriding, the resulting effective magnetic easy-axis can lay along unusual directions. It is also demonstrated that, by choosing an appropriate stainless steel texturing, arrays of ferromagnetic structures with out-of-plane magnetization, embedded in a paramagnetic matrix, can be produced by local plasma nitriding through shadow masks.

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Plasma nitriding of 316L austenitic stainless steel: Experimental investigation of fatigue life and surface evolution

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On the Nitrogen Diffusion in a Duplex Stainless Steel

On the Nitrogen Diffusion in a Duplex Stainless Steel

Nitretação por plasma de aço inoxidável AISI 304: estudo da influência da atmosfera de tratamento na microestrutura da camada.

Out-of-plane magnetic patterning on austenitic stainless steels using plasma nitriding

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