Effect of Simultaneous Plasma Nitriding and Aging Treatment

on the Microstructure and Hardness of Maraging 300 Steel

تاثیر همزمان نیتروژن دهی پلاسمایی و عملیات رسوب سختی بر میکروساختار

و سختی فولاد مارجینگ ۳۰۰

ABSTRACT

Simultaneous nitriding and aging heat treatment of maraging 300 steel was carried out inside a DC-pulsed plasma nitriding reactor. A single heat treatment cycle was done, as the plasma nitriding and age hardening processes occur at the same ranges of temperatures and times. Samples of maraging 300 steel, in the solution annealed and solution annealed and aged conditions, were tested. Plasma nitriding and aging, carried out at 480 °C for 3 h, increased the surface hardness up to 1140 HV, producing case depths of 50 μm since ε-Fe3N and γ′-Fe4N nitrides were formed in the hardened surface layer.

It is observed that the microstructure of the core material remains unaltered as the typical martensite plate-like microstructure of maraging steels. The core hardness of solution annealed samples increased from 331 to 597 HV after the plasma nitriding treatment proving the possibility of nitriding and aging at the same treatment cycle. The pre-aged samples did not show any overaging or martensite reversion to austenite after the simultaneous plasma nitriding and aging treatments, that could be showed by the core hardness of 620 HV and can be related to the time of total aging exposure of 6 h, including pre-aging and plasma nitriding.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

نیتروژن دهی پلاسمایی و عملیات رسوب سختی همزمان روی فولاد مارجینگ ۳۰۰ در یک راکتور نیتروژن دهی پلاسمای پالسی DC انجام شد. به خاطر اینکه فرآیندهای نیتروژن دهی پلاسمایی و رسوب سختی در یک طیف دمایی و زمانی انجام می شوند، یک سیکل عملیات حرارتی انجام شد.  نمونه های فولاد مارجینگ ۳۰۰ در شرایط آنیل انحلالی شده و آنیل انحلالی و پیرسخت شده تست شدند. نیتروژن دهی پلاسمایی و پیرسختی در ۴۸۰ °C و به مدت ۳ h انجام شدکه منجر به افزایش سختی سطح تا ۱۱۴۰ HV شد و عمق نفوذ ۵۰ میکرونی از نیتریدهای ε-Fe3N و γ′-Fe4N درلایه سطحی سخت شده ایجاد کرد.

مشاهده شد که میکروساختار مرکز ماده تغییر نکرد و به صورت همان میکروساختار معمول فولادهای مارجینگ یعنی مارتنزیت صفحه ای باقی ماند. سختی مرکز نمونه های آنیل انحلالی شده پس از عملیات نیتروژن دهی پلاسمایی از ۳۳۱ به ۵۹۷ HV افزایش یافت که امکان نیتروژن دهی و پیرسختی در یک سیکل عملیاتی را ثابت می کند. در نمونه های پیر سخت نشده هیچ فراپیری (overage) و یا تبدیل مارتنزیت به آستنیتی پس از عملیات همزمان نیتروژن دهی پلاسمایی و پیرسختی مشاهده نشد، که می تواند توسط سختی ۶۲۰ HV مرکز نشان داده شود و به زمان کل ۶ ساعتی پیرسختی ربط داده شود که شامل پیش پیر سختی و نیتروژن دهی پلاسمایی می شود.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.