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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 6/2014

01.12.2014

The Effect of Surface Finish on Low-Temperature Acetylene-Based Carburization of 316L Austenitic Stainless Steel

verfasst von: Yindong Ge, Frank Ernst, Harold Kahn, Arthur H. Heuer

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 6/2014

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Abstract

We observed a strong influence of surface finish on the efficacy of low-temperature acetylene-based carburization of AISI 316L austenitic stainless steel. Steel coupons were prepared with different surface finishes prior to carburization, from P400 SiC grit paper to 1-µm-diameter-diamond-paste. The samples with the finer surface finish developed a thicker “case” (a carbon-rich hardened surface layer) and a larger surface carbon concentration. Transmission electron microscopy revealed that the differences arose mainly from the nature of the deformation-induced disturbed layer on the steel surface. A thick (>400 nm) disturbed layer consisting of nano-crystalline grains (≈10 nm diameter) inhibits acetylene-based carburization. The experimental observations can be explained by assuming that during machining or coarse polishing, the surface oxide layer is broken up and becomes incorporated into the deformation-induced disturbed layer. The incorporated oxide-rich films retard or completely prevent the ingress of carbon into the stainless steel.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat G.M. Michal, F. Ernst, H. Kahn, Y. Cao, F. Oba, N. Agarwal, and A.H. Heuer: Acta Mater., 2006, vol. 54, pp. 1597–606.CrossRef G.M. Michal, F. Ernst, H. Kahn, Y. Cao, F. Oba, N. Agarwal, and A.H. Heuer: Acta Mater., 2006, vol. 54, pp. 1597–606.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat L.J. O’Donnell, G.M. Michal, F. Ernst, H. Kahn, and A.H. Heuer: Surf. Eng., 2010, vol. 26, pp. 284–92.CrossRef L.J. O’Donnell, G.M. Michal, F. Ernst, H. Kahn, and A.H. Heuer: Surf. Eng., 2010, vol. 26, pp. 284–92.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat N. Agarwal, H. Kahn, A. Avishai, G.M. Michal, F. Ernst, and A.H. Heuer: Acta Mater., 2007, vol. 55, pp. 5572–80.CrossRef N. Agarwal, H. Kahn, A. Avishai, G.M. Michal, F. Ernst, and A.H. Heuer: Acta Mater., 2007, vol. 55, pp. 5572–80.CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat S. Thaiwatthana, X. Li, H. Dong, and T. Bell: Surf. Eng., 2002, vol. 18, pp. 140–44.CrossRef S. Thaiwatthana, X. Li, H. Dong, and T. Bell: Surf. Eng., 2002, vol. 18, pp. 140–44.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat T.L. Christiansen and M.A.J. Somers: Int. J. Mater. Res., 2009, vol. 100, pp. 1361–77.CrossRef T.L. Christiansen and M.A.J. Somers: Int. J. Mater. Res., 2009, vol. 100, pp. 1361–77.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat F.J. Martin, E.J. Lemieux, T.M. Newbauer, R.A. Bayles, P.M. Natishan, H. Kahn, G.M. Michal, F. Ernst, and A.H. Heuer: Electrochem. Solid State Lett., 2007, vol. 10, pp. C76–78.CrossRef F.J. Martin, E.J. Lemieux, T.M. Newbauer, R.A. Bayles, P.M. Natishan, H. Kahn, G.M. Michal, F. Ernst, and A.H. Heuer: Electrochem. Solid State Lett., 2007, vol. 10, pp. C76–78.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat F.J. Martin, P.M. Natishan, E.J. Lemieux, T.M. Newbauer, R.J. Rayne, R.A. Bayles, H. Kahn, G.M. Michal, F. Ernst, and A.H. Heuer: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 40A, pp. 1805–10. F.J. Martin, P.M. Natishan, E.J. Lemieux, T.M. Newbauer, R.J. Rayne, R.A. Bayles, H. Kahn, G.M. Michal, F. Ernst, and A.H. Heuer: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 40A, pp. 1805–10.
10.
Zurück zum Zitat A. Saker, C. Leroy, H. Michel, and C. Frantz: Mater. Sci. Eng. A, 1991, vol. 140, pp. 702–708.CrossRef A. Saker, C. Leroy, H. Michel, and C. Frantz: Mater. Sci. Eng. A, 1991, vol. 140, pp. 702–708.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Y. Sun, X.Y. Li, and T. Bell: J. Mater. Sci., 1999, vol. 34, pp. 4793–802.CrossRef Y. Sun, X.Y. Li, and T. Bell: J. Mater. Sci., 1999, vol. 34, pp. 4793–802.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Y. Sun, X.Y. Li, and T. Bell: Surf. Eng., 1999, vol. 15, pp. 49–54.CrossRef Y. Sun, X.Y. Li, and T. Bell: Surf. Eng., 1999, vol. 15, pp. 49–54.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat M. Higashi, K. Shinkawa, and K. Kurosawa: in Stainless Steel 2000: Thermochemical Surface Engineering of Stainless Steel, T. Bell and K. Akamatsu, Maney Publishing, London, 2001, pp. 407–13. M. Higashi, K. Shinkawa, and K. Kurosawa: in Stainless Steel 2000: Thermochemical Surface Engineering of Stainless Steel, T. Bell and K. Akamatsu, Maney Publishing, London, 2001, pp. 407–13.
14.
Zurück zum Zitat M.A.J. Somers, T. Christiansen, and P. Moller: Danish Patent No. DK174707 B1, September 2003. M.A.J. Somers, T. Christiansen, and P. Moller: Danish Patent No. DK174707 B1, September 2003.
15.
Zurück zum Zitat M. Tahara, H. Senbokuya, K. Kitano, T. Hayashida, and T. Minato: European Patent No. EP 0588458B1, May 1996. M. Tahara, H. Senbokuya, K. Kitano, T. Hayashida, and T. Minato: European Patent No. EP 0588458B1, May 1996.
16.
Zurück zum Zitat P.C. Williams and S.V. Marx: US Patent No. 6,093,303, July 2000. P.C. Williams and S.V. Marx: US Patent No. 6,093,303, July 2000.
17.
Zurück zum Zitat M.A.J. Somers and T. Christiansen: US Patent Application US2009/0178733 A1. M.A.J. Somers and T. Christiansen: US Patent Application US2009/0178733 A1.
18.
Zurück zum Zitat T. Christiansen, T. Hummelshoj, and M.A.J. Somers: Surf. Eng., 2011, vol. 27, pp. 602–608.CrossRef T. Christiansen, T. Hummelshoj, and M.A.J. Somers: Surf. Eng., 2011, vol. 27, pp. 602–608.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat M. Sugiyama, K. Ishikawa, and H. Iwata: Adv. Mater. Process., 1999, vol. 155, pp. H29–33. M. Sugiyama, K. Ishikawa, and H. Iwata: Adv. Mater. Process., 1999, vol. 155, pp. H29–33.
20.
Zurück zum Zitat N.M. Ryzhov, A.E. Smirnov, R.S. Fakhurtdinov, L.M. Mulyakaev, and V.I. Gromov: Met. Sci. Heat Treat., 2004, vol. 46, pp. 230–35.CrossRef N.M. Ryzhov, A.E. Smirnov, R.S. Fakhurtdinov, L.M. Mulyakaev, and V.I. Gromov: Met. Sci. Heat Treat., 2004, vol. 46, pp. 230–35.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat F. Chen and L. Liu: Mater. Chem. Phys., 2003, vol. 82, pp. 801–807.CrossRef F. Chen and L. Liu: Mater. Chem. Phys., 2003, vol. 82, pp. 801–807.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat M.-C. Hsieh, Y. Ge, H. Kahn, G.M. Michal, F. Ernst, and A.H. Heuer: Metall. Mater. Trans. B, 2012, vol. 43B, pp. 1187–201.CrossRef M.-C. Hsieh, Y. Ge, H. Kahn, G.M. Michal, F. Ernst, and A.H. Heuer: Metall. Mater. Trans. B, 2012, vol. 43B, pp. 1187–201.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Y. Ge: Ph.D. Dissertation, Case Western Reserve University, 2013. Y. Ge: Ph.D. Dissertation, Case Western Reserve University, 2013.
Metadaten
Titel
The Effect of Surface Finish on Low-Temperature Acetylene-Based Carburization of 316L Austenitic Stainless Steel
verfasst von
Yindong Ge
Frank Ernst
Harold Kahn
Arthur H. Heuer
Publikationsdatum
01.12.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 6/2014
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-014-0141-9

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