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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter May 31, 2013

Mit Nitrier- und Kohlungskennzahl geregeltes Nitrocarburieren*

  • S. Hoja , H. Klümper-Westkamp , F. Hoffmann and H.-W. Zoch

Kurzfassung

Durch sensorgeregelte Nitrier- und Nitrocarburierprozesse wurde das Dreistoffsystem Fe-N-C im Temperaturbereich des Nitrocarburierens experimentell untersucht und mit den thermodynamischen Ergebnissen der Literatur verglichen. Die Nitrocarburierungen wurden in einem industriellen Nitrierofen durchgeführt, der mit einer Wasserstoff- und einer Sauerstoffsonde ausgestattet wurde. Die Regelkreise für die Nitrierkennzahl und Kohlungskennzahl wurden so aufgebaut, dass eine gleichzeitige unabhängige Regelung möglich war. Durch die Regelung von Nitrier- und Kohlungskennzahl konnten Teile der bislang noch nicht untersuchten Bereiche im Dreistoffsystem Fe-N-C erschlossen werden. Es konnte gezeigt werden, dass der Kohlenstoffgehalt in derVerbindungsschicht mit steigender Kohlungskennzahl bis zu einem Sättigungswert zunimmt. Mit dem Kohlenstoffgehalt steigt der-Gehalt der Verbindungsschicht.

Abstract

The ternary system Fe-N-C was investigated by sensor-controlled nitrocarburising experiments at nitrocarburising temperature. The results were compared to thermodynamic calculations in the literature. The industrial nitriding furnace, in which the processes were made, was fitted up with a hydrogen probe and an oxygen probe. The control cycle was build up for simultaneous and independent controlling of nitriding and carburising potential. By controlling of both potentials it was possible to realise unknown parts of the ternary system Fe-N-C. It was found that the amount of carbon within the compound layer increases with the carburising potential. The amount of -phase increases with carbon amount.


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Vorgetragen von Stefanie Hoja auf dem HK 2009, 65. Kolloquium für WÜrmebehandlung, Werkstofftechnik, Fertigungs- und Verfahrenstechnik, 7.-9. Oktober 2009, in Wiesbaden


Literatur

1. Spies, H.-J.: Oxygen sensor control of gas nitriding and nitrocarburising atmospheres. Surface Engineering11 (1995) 2, S. 154 ffSearch in Google Scholar

2. Edenhofer, B.: Die Bedeutung von Sensoren in der Wärmebehandlung. HTM Härterei-Techn. Mitt.52 (1997) 4, S. 202208Search in Google Scholar

3. Klümper-Westkamp, H.; Hoffmann, F.; Mayr, P.; Pietzsch, S.; Berg, H.-J.; Spies, H.-J.: Kontrolliertes Gasnitrieren und -nitrocarburieren durch Sensoreinsatz. HTM Härterei-Techn. Mitt.52 (1997) 4, S. 193201Search in Google Scholar

4. Möbius, H.-H.; Hartung, R.: Potentiometrische Gassensoren mit Zirconiumdioxid-Festelektrolyten zum Gasnitrieren und -nitrocarburieren. Grundlagen und Weiterentwicklung. HTM Härterei-Techn. Mitt.53 (1998) 4, S. 245254Search in Google Scholar

5. Weissohn, K.-H.: Steuerung und Regelung von Nitrierprozessen unter Einsatz von Sauerstoffmeßzellen. HTM Härterei-Techn. Mitt.53 (1998) 3, S. 164171Search in Google Scholar

6. Lohrmann, M.: Überwachung und Regelung von Nitrier- und Nitrocarburieratmosphären mit dem HydroNit-Sensor, In-situ-Messung des Wasserstoffpartialdrucks. HTM Härterei-Techn. Mitt.54 (1999) 5, S. 271Search in Google Scholar

7. Kunze, J.: Nitrogen and Carbon in Iron and Steel – Thermodynamics. Akademie Verlag, Berlin, 1990Search in Google Scholar

8. Kunze, J.: Thermodynamische Gleichgewichte im System Eisen-Stickstoff-Kohlenstoff. HTM Härterei-Techn. Mitt.51 (1996) 6, S. 348354Search in Google Scholar

9. Du, H.; Ågren, J.: Theoretical treatment of nitriding and nitrocarburizing of iron. Metall. Mat. Trans. A, Phys. Metall. Mat. Sci.27A (1996) 4, S. 10731080Search in Google Scholar

10. Slycke, J.: Thermodynamics of Carbonitriding and Nitrocarburising Atmospheres and the Fe-N-C Phase Diagram. Berichtsband AWT-VWT-Tagung „Nitrieren und Nitrocarburieren“, 24.-26.04.96, Weimar, J. Grosch, E. J. Mittemeijer (Hrsg.), S. 19Search in Google Scholar

11. Pietsch, S.: Beitrag zu den Einflussgrößen beim Gasnitrieren auf den Aufbau der Verbindungsschicht unter besonderer Berücksichtigung ihrer Porosität. Dissertation, TU Bergakademie Freiberg, 1996Search in Google Scholar

12. Gressmann, T.; Nikolussi, M.; Leineweber, A.; Mittemeijer, E. J.: Formation of massive cementite layers on iron by ferritic carburising in the additional presence of ammonia. Scripta Mat.55 (2006), S. 723726Search in Google Scholar

13. Nikolussi, M.; Leineweber, A.; Mittemeijer, E. J.: Microstructure and crystallography of massive cementite layers on ferrite substrates. Acta Mat.56 (2008), S. 58375844Search in Google Scholar

14. Somers, M. A. J.; Mittemeijer, E. J.: Verbindungsschichtbildung während des Gasnitrierens und des Gas- und Salzbadnitrocarburierens. HTM Härterei-Techn. Mitt.47 (1992) 1, S. 513Search in Google Scholar

15. Spies, H.-J.; Bergner, D.: Innere Nitrierung von Eisenwerkstoffen. HTM Härterei-Techn. Mitt.47 (1992) 6, S. 346356Search in Google Scholar

16. Langenscheid, G.: Beitrag zum System Eisen-Stickstoff-Kohlenstoff. Dissertation, Bergakademie Clausthal, 1964Search in Google Scholar

17. Naumann, F.; Langenscheid, G.: Beitrag zum System Eisen-Stickstoff-Kohlenstoff. Arch. Eisenhüttenwes.36 (1965) 9, S. 677Search in Google Scholar

18. Raghavan, V.: Phase Diagrams of ternary Iron Alloys – Part 1. The Indian Institute of Metals, Delhi/India, 1987Search in Google Scholar

19. Klümper-Westkamp, H.; Hoja, S.; Deutsch, F.; Zoch, H.-W.: Expertensystem Nitrocarburieren – Teil 1. HTM J. Heat Treatm. Mat.64 (2009) 4, S. 249255Search in Google Scholar

Online erschienen: 2013-05-31
Erschienen im Druck: 2010-02-01

© 2010, Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 4.5.2024 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.3139/105.110045/html
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