Effect of NH3-O2 gas mixtures on the protective oxide film on high chromium alloy steels
Effect of NH3-O2 gas mixtures on the protective oxide film on high chromium alloy steels
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NH3-O2混合气体对高铬合金钢保护性氧化膜的影响
DOI：
10.1002/mawe.19930241007
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发表时间：
1993
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
M. Hagiwara
中科院分区：
文献类型：
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作者：
K. Gemma;H. Kawakami;M. Hagiwara
在通常的氮化温度下，高铬钢在氨气气氛中很难氮化，而在氨气气氛（称为氧氮化气氛）中加入少量氧气时，高铬钢很容易氮化。因此，通过向氨中加入氧气，钢的保护氧化膜被还原。这种矛盾的现象还没有得到解释。对于NH3O2气体混合物在氧化膜上的还原行为，注意到NH3与O2反应形成的氮氧化物（NO）的作用。在氧氮化操作中，在废气中检测到NO。在此基础上，采用NH3NO混合气体对304不锈钢进行了高温氮化处理，发现了NH3中NO作为还原剂对钢氧化膜的作用。此外，在NH3NO气体混合物中氮化导致钢的表面硬度非常高（高达Hv 1300-1700）。另一方面，氧氮化表面的硬度总是低于钢中形成的表面硬化层。认为氨氮气氛氮化将成为一种新的钢氮化方法。
High Cr steels are hardly nitrided in on ammonia gas atmosphere at usual nitriding temperatures, whereas they are easily nitrided when a small amount of oxygen is added to the ammonia atmosphere (called an oxynitriding atmosphere). Hence the protective oxide film of the steels is reduced by adding oxygen to the ammonia. This paradoxical phenomenon has not been explained. With respect to the reducing behavior of the NH3O2 gas mixture on the oxide film, the role of nitrogen oxide (NO) formed by a reaction between the NH3 and the O2 was noted. In the oxynitriding operation, the NO was detected in the exhaust gases. Based on this fact, Type 304 stainless steel was nitrided in NH3NO gas mixtures at elevated temperatures, and the action of the NO in NH3 as a reductant for the oxide film of the steel was discovered. Furthermore, nitriding in the NH3NO gas mixture resulted in a very high surface hardness (as high as Hv 1300-1700) for the steel. On the other hand, the oxynitrided surface was always of lower hardness than the case-hardened layers formed in the steel. It is believed that NH3NO atmosphere nitriding will become a new nitriding method for steels.
Einflus eines NH3O2-Gasgemischs auf die Oxidschutzschicht von hoch chromlegiertem Stahl
In einer reinen Ammoniakatmosphare werden hoch chromlegierte Stahle bei den ublichen Temperaturen kaum nitriert. Das andert sich bei Zugabe von kleinen Mengen Sauerstoff zum Ammoniak (Oxinitrieratmosphare). Dadurch wird die schatzende Oxidschicht des Metalls reduziert. Dieses paradoxe Verhalten ist bis jetzt noch nicht verstanden. Um das reduzierende Verhalten eines solchen Gasgemisches zu erklaren, wird angenommen, das Stickoxid (NO), das bei einer Reaktion zwischen NH3 und O2 entsteht, eine Rolle spielt. Tatsachlich kann beim Nitrieren mit NH3 + O2 im abfliesenden Gas NO nachgewiesen werden. Um den Einflus von NO zu prufen, wurden Stahlproben (Typ 304 austenitischer Stahl) in NH3NO-Gasgemischen bei erhohten Temperaturen nitriert. Dabei wurde ein reduzierender Effekt von NO auf die Oxidschicht des Stahls gefunden. Weiterhin ergab das Nitrieren in NH3 + NO Gemisch sehr hohe Oberflachenharten (HV 1300-1700), im Gegensatz zu oxinitrierten Proben, die vergleichsweise niedrige Oberflachenharten aufweisen. Es ist zu erwarten, das die Behandlung in einem NH3 + NO-Gasgemisch eine neue Nitriermethode fur Stahle ergibt.