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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 8/2013

01.08.2013 | Symposium: Atomistic Effects in Migrating Interphase Interfaces: Recent Progress and Future Study

Modeling Growth and Dissolution Kinetics of Grain-Boundary Cementite in Cyclic Carburizing

verfasst von: Hideaki Ikehata, Kouji Tanaka, Hiroyuki Takamiya, Hiroyuki Mizuno, Takeyuki Shimada

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 8/2013

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Abstract

In vacuum carburizing of steels, short-time carburizing is usually followed by a diffusion period to eliminate the filmlike cementite (θ GB ) grown on the austenite (γ) grain boundary surface. In order to obtain the θ GB amount during the process, the conventional model estimates the amount of cementite (θ) with the equilibrium fractions for local C contents within a framework of the finite difference method (FDM), which overestimates the amount of θ GB observed after several minutes of carburizing. In our newly developed model, a parabolic law is assumed for the growth of θ GB and the rate controlling process is considered to be Si diffusion rejected from θ under the isoactivity condition. In contrast, the rate constant for the dissolution of θ GB is considered to be controlled by Cr diffusion of θ. Both rate coefficients (α) were validated using multicomponent diffusion simulation for the moving velocity of the γ/θ interface. A one-dimensional (1-D) FDM program calculates an increment of θ GB for all grid points by the updated diffusivities and local equilibrium using coupled CALPHAD software. Predictions of the carbon (C) profile and volume fraction of cementite represent the experimental analysis much better than the existing models, especially for both short-time carburization and the cyclic procedure of carburization and diffusion processes.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat T. Morita and T. Hanyuda: Tetsu-to-Hagané, 2006, vol. 92, pp. 268–73. T. Morita and T. Hanyuda: Tetsu-to-Hagané, 2006, vol. 92, pp. 268–73.
2.
Zurück zum Zitat T. Morita, K. Inoue, and T. Hanyuda: Electr. Furn. Steel, 2006, vol. 77, pp. 5–9. T. Morita, K. Inoue, and T. Hanyuda: Electr. Furn. Steel, 2006, vol. 77, pp. 5–9.
3.
Zurück zum Zitat T. Morita: Netsu Shori (J. Jpn. Soc. Heat Treat.), 2009, vol. 49, pp. 237–42. T. Morita: Netsu Shori (J. Jpn. Soc. Heat Treat.), 2009, vol. 49, pp. 237–42.
4.
Zurück zum Zitat A. Engström, L. Höglund, and J. Ågren: Metall. Mater. Trans. A, 1994, vol. 25A, pp. 1127–34.CrossRef A. Engström, L. Höglund, and J. Ågren: Metall. Mater. Trans. A, 1994, vol. 25A, pp. 1127–34.CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat T. Ando and G. Krauss: Metall. Trans. A, 1983, vol. 14A, pp. 1261–69. T. Ando and G. Krauss: Metall. Trans. A, 1983, vol. 14A, pp. 1261–69.
7.
Zurück zum Zitat H. Ikehata, K. Tanaka, H. Takamiya, and H. Mizuno: ISIJ Int., 2012, vol. 52, pp. 1356–63.CrossRef H. Ikehata, K. Tanaka, H. Takamiya, and H. Mizuno: ISIJ Int., 2012, vol. 52, pp. 1356–63.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat K. Tanaka, H. Ikehata, H. Takamiya, and H. Mizuno: ISIJ Int., 2012, vol. 52, pp. 134–39.CrossRef K. Tanaka, H. Ikehata, H. Takamiya, and H. Mizuno: ISIJ Int., 2012, vol. 52, pp. 134–39.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Z.-K. Liu, L. Höglund, B. Jönsson, and J. Ågren: Metall. Trans. A, 1991, vol. 22A, pp. 1745–52. Z.-K. Liu, L. Höglund, B. Jönsson, and J. Ågren: Metall. Trans. A, 1991, vol. 22A, pp. 1745–52.
10.
Zurück zum Zitat Z.Q. Lv, S.H. Sun, Z.H. Wang, M.G. Qv, P. Jiang, and W.T. Fu: Mater. Sci. Eng. A, 2008, vol. 489, pp. 107–12.CrossRef Z.Q. Lv, S.H. Sun, Z.H. Wang, M.G. Qv, P. Jiang, and W.T. Fu: Mater. Sci. Eng. A, 2008, vol. 489, pp. 107–12.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat G. Miyamoto, J.C. Oh, K. Hono, T. Furuhara, and T. Maki: Acta Mater., 2007, vol. 55, pp. 5027–38.CrossRef G. Miyamoto, J.C. Oh, K. Hono, T. Furuhara, and T. Maki: Acta Mater., 2007, vol. 55, pp. 5027–38.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat R. Bernst, G. Inden, and A. Schneider: CALPHAD, 2008, vol. 32, pp. 207–16.CrossRef R. Bernst, G. Inden, and A. Schneider: CALPHAD, 2008, vol. 32, pp. 207–16.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat E. Kozeschnik and H.K.D.H. Bhadeshia: Mater. Sci. Technol., 2008, vol. 24, pp. 343–47.CrossRef E. Kozeschnik and H.K.D.H. Bhadeshia: Mater. Sci. Technol., 2008, vol. 24, pp. 343–47.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat P.W. Heckel and H.W. Paxton: Trans. AIME, 1960, vol. 218, pp. 799–806. P.W. Heckel and H.W. Paxton: Trans. AIME, 1960, vol. 218, pp. 799–806.
15.
Zurück zum Zitat P. Franke and G. Inden: Proc. Symp. “Nichtmetalle in Metallen ’94,” D. Hirschfeld, ed., DGM, Münster, Germany, 1995, pp. 217–26. P. Franke and G. Inden: Proc. Symp. “Nichtmetalle in Metallen ’94,” D. Hirschfeld, ed., DGM, Münster, Germany, 1995, pp. 217–26.
16.
Zurück zum Zitat C. Zener: Trans. AIME, 1946, vol. 167, pp. 550–83. C. Zener: Trans. AIME, 1946, vol. 167, pp. 550–83.
17.
Zurück zum Zitat “TCFE5: Thermodynamic Steel Database,” Thermo-Calc AB, Royal Institute of Technology, Stockholm, 2007. “TCFE5: Thermodynamic Steel Database,” Thermo-Calc AB, Royal Institute of Technology, Stockholm, 2007.
18.
Zurück zum Zitat “MOB2: Mobility Database,” Thermo-Calc AB, Royal Institute of Technology, Stockholm, 1998. “MOB2: Mobility Database,” Thermo-Calc AB, Royal Institute of Technology, Stockholm, 1998.
Metadaten
Titel
Modeling Growth and Dissolution Kinetics of Grain-Boundary Cementite in Cyclic Carburizing
verfasst von
Hideaki Ikehata
Kouji Tanaka
Hiroyuki Takamiya
Hiroyuki Mizuno
Takeyuki Shimada
Publikationsdatum
01.08.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 8/2013
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-013-1722-y

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