Nghiên cứu ảnh hưởng của thấm nitơ plasma đến tổ chức tế vi và độ cứng của thép không gỉ 304
Tóm tắt: 278
| 
PDF: 205 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Nitrit
độ cứng
khả năng chống mài mòn
thấm nitơ plasma
thép không gỉ 304
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, mẫu thép không gỉ 304 được thấm nitơ plasma ở nhiệt độ 530oC trong thời gian 4,5h. Mẫu sau thấm được tiến hành quan sát tổ chức, đo độ cứng tế vi. Kết quả cho thấy, bề mặt mẫu có độ cứng cao (756HV) và độ cứng có xu hướng giảm dần từ ngoài vào lõi (360HV) với chiều sâu lớp nitrit là khoảng 10μm và chiều sâu lớp thấm đạt được khoảng 30μm. Đường phân bố độ cứng cho thấy, sự đồng đều từ lớp bề mặt vào trong lõi của thép sau thấm. Phân tích về tổ chức tế vi cho thấy, chất lượng lớp thấm đồng đều trên bề mặt mẫu thép không gỉ 304. Ngoài ra, tổ chức tế vi sau thấm xuất hiện lớp sẫm màu phân bố đều trên bề mặt của thép, đây chính là lớp nitrit của Cr và Fe với mật độ sít chặt cao và đồng đều trên tiết diện, do đó làm cho thép có độ cứng cao, dẫn đến tăng khả năng chống mài mòn.
Tài liệu tham khảo
-
[1] H. Lo, C. H. Shek, and J. K. L. Lai, “Recent developments in stainless steels”, Materials Science and Engineering R: Reports, vol. 65, no. 4-6, pp. 39–104. 2009. https://doi.org/10.1016/j.mser.2009.03.001.
[2] Ahmed, A. Elhissi, M. J. Jackson, and E. Ahmed, “Precision machining of medical devices”, The Design and Manufacture of Medical Devices, 1st edition. Elsevier, 2012. https://doi.org/10.1533/9781908818188.59.
[3] Francis and G. Byrne, “Duplex stainless steels-alloys for the 21st century”, Metals, vol. 11, no. 5, pp. 836–859. 2021. https://doi.org/10.3390/met11050836.
[4] Hübler, A. Cozza, T. L. Marcondes, R. B. Souza, and F. F. Fiori, “Wear and corrosion protection of 316-L femoral implants by deposition of thin films”, Surface and Coatings Technology,
vol. 142-144, pp. 1078–1083. 2001. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(01)01321-4.
[5] H. Knerr, T. C. Rose, and J. H. Filkowski, “ASM Handbook", 4th edition ASM International, 1991.
[6] I. Gryzunov, E. Y. Priymak, N. V. Firsova, and T. V. Emel’Yanova, “Kinetic aspects of formation of carbonitride layer”, Metal Science and Heat Treatment, vol. 59, no. 3–4, pp. 186-189, 2017. https://doi.org/10.1007/s11041-017-0126-9.
[7] Zumbilev and A. Zumbilev, “On the influence of ion carbonitriding on the wear resistance of materials”, Journal of the Balkan Tribological Association, vol. 26, no. 4, pp.653, 2020.
[8] Dal’Maz Silva et al., “Carbonitriding of low alloy steels: Mechanical and metallurgical responses”, Materials Science and Engineering A, vol. 693, pp. 225–232, 2017. https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.03.077.
[9] Dayanç, B. Karaca, and L. C. Kumruoğlu, “Plasma nitriding process of cast camshaft to improve wear resistance”, Acta Phys. Pol. A, vol. 135, no. 4, pp. 793–799, 2019, doi: 10.12693/APhysPolA.135.793.
[10] Singh et al., “Performance evaluation of plasma nitrided 316L stainless steel during long term high temperature sodium exposure”, Nucl. Eng. Technol., vol. 55, no. 4, pp. 1468–1475, 2023, doi: 10.1016/j.net.2022.12.019.
[11] Peng and L. Wang, “Effect of nitriding temperature and its effects on the corrosion and wear resistance of 304 austenitic stainless steel”, Surf. Topogr. Metrol. Prop., vol. 11, no. 3, pp. 035014, 2023, doi: 10.1088/2051-672X/acf235.
[12] Slezák, M. Uhríčik, P. Palček, V. Chvalníková, P. Drímalová, and L. Šikyňa, “Effect of Plasma Nitriding and Sensitization on the Microstructure and Microhardness of AISI 304 Austenitic Steel”, Manuf. Technol., vol. 23, no. 6, pp. 909-916, 2023, doi: 10.21062/MFT.2023.087.
[13] Ravi Kumar et al., “Effects of Plasma Nitriding Process on AISI 304 Stainless Steel”, in E3S Web of Conferences, vol. 391, pp. 1-7, 2023, doi: 10.1051/e3sconf/202339101110.
[14] Sun, T. Bell, Z. Kolosvary, and J. Flis, “The response of austenitic stainless steels to low-temperature plasma nitriding”, in Stainless Steel, CRC Press, 2020.
[15] Xu et al., “Development of metal-doping mesoporous biochar catalyst for co-valorizing biomass and plastic waste into valuable hydrocarbons, syngas, and carbons”, Fuel Process. Technol., vol. 227, p. 107127, 2022, doi: 10.1016/j.fuproc.2021.107127.
[16] Davis, “Surface Hardening of Steels : Understanding the Basics.”, 1st edition. ASM International. 2002.
[17] Fan, J. Huang, Q. Yang, and J. Gand, “Plasma electrolytic carbonitriding of 20CrMnTi steel”, in Advanced Materials Research, vol. 154–155, pp. 1393-1396, 2011. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.154-155.1393.
[18] -G. Kim, K.-H. Yeo, Y.-K. Cho, J.-H. Lee, and M. Okumiya, “The Phenomenon of High Hardness Values on the S-Phase Layer of Austenitic Stainless Steel via Screen Plasma Nitriding Process”, Advances in Materials Physics and Chemistry., vol. 8, no. 6, pp. 257-268, 2018. https://doi.org/10.4236/ampc.2018.86017.
[19] Kovács, I. Quintana, and J. Dobránszky, “Effects of Different Variants of Plasma Nitriding on the Properties of the Nitrided Layer”, Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 28, no. 9, pp. 5485–5493, 2019. https://doi.org/10.1007/s11665-019-04292-9.
[20] E. Oltean and M. Dulău, “Design and Simulation of Fuzzy Logic Based Temperature Control for a Plasma Nitriding Process”, Procedia Technology, vol. 19, pp. 569-575, 2015. https://doi.org/10.1016/j.protcy.2015.02.081.
[21] G. Poshtahani, S. Roostaie, and M. Azadi, “Plasma nitriding effect on tribological and corrosion properties of Stellite 6 and 12 PTA weld clad hardfaced on stainless steel 410”, Results in Surfaces and Interfaces, vol. 11, pp. 100108, 2023. https://doi.org/10.1016/j.rsurfi.2023.100108.
[22] Sonugelen, U. I. Destan, F. Y. Lambrecht, B. Öztürk, and S. Karadeniz, “Microbial adherence to a nonprecious alloy after plasma nitriding process”, International Journal of Prosthodontics, vol. 19, no. 2, pp. 202, 2006.
[23] Ari, “Effect of Plasma Nitriding Parameters on Microstructure and Mechanical Properties of DIN 1.2367 Hot Work Tool Steel”, International Journal of Advanced Natural Sciences and Engineering Researches, vol. 7, no. 6, pp. 12-22, 2023. https://doi.org/10.59287/ijanser.1141.
[24] Bernal, “Investigation on Nitriding with Enphasis in Plasma Nitriding Process, Current, Technology and Equipment”, Mater. Process., vol. 1, no. 1, pp. 1-8, 2006.
[25] Han et al., “Composition, microstructure, and phase evolution of 17-4PH stainless steel with a work-hardened layer in the low-temperature plasma nitriding process”, Surface and Coatings Technology, vol. 451, pp. 128950, 2022. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128950.
[26] Yazıcı, O. Çomaklı, T. Yetim, A. F. Yetim, and A. Çelik, “Investigation of mechanical, tribological and magnetic properties after plasma nitriding of AISI 316L stainless steel produced with different orientations angles by selective laser melting”, Surface and Coatings Technology, vol. 467, pp. 129676, 2023. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.129676.
[27] H. Farazmand, H. Khorsand, and H. Ebrahimnezhad-Khaljiri, “The Effect of the Plasma-Nitriding Process on the Structure and Wear Properties of the Sintered Low Alloy Steel”, Metallogr. Metallography, Microstructure, and Analysis, vol. 7, no. 6, pp. 711-723, 2018. https://doi.org/10.1007/s13632-018-0487-5.
[28] R. C. Shivamurthy, M. Kamaraj, R. Nagarajan, S. M. Shariff, and G. Padmanabham, “Laser surface modification of steel for slurry erosion resistance in power plants”, Laser Surface Modification of Alloys for Corrosion and Erosion Resistance, 1St editon. Elsevier, 2012. https://doi.org/10.1533/9780857095831.2.177.
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Jan 31, 2025
Download
Cách trích dẫn
Tuấn, H. A., V. A. Tuấn, và H. A. Tuấn. “Nghiên cứu ảnh hưởng của thấm Nitơ Plasma đến tổ chức Tế Vi Và độ cứng của thép không gỉ 304”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 23, số p.h 1, Tháng Giêng 2025, tr 37-41, doi:10.31130/ud-jst.2025.447.
