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      Influence of the chemical potential of carbon on the microstructural and compositional evolution of the compound layer developing upon nitrocarburizing of α-iron* Translated title: Einfluss der Kohlenstoffaktivität auf die Mikrostruktur und chemische Zusammensetzung der Verbindungsschicht beim Nitrieren von α-Eisen

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          Abstract

          Controlled nitrocarburizing experiments were performed at 823 K and 853 K in order to systematically investigate the influence of the chemical potentials of carbon and nitrogen imposed by NH 3/H 2/CO/CO 2/H 2O-containing gas mixtures on the microstructural and compositional evolution of the compound layer formed on pure α-Fe substrates. The morphological evolution of the compound layer was investigated by optical microscopy. The nitrogen and carbon concentration-depth profiles in the layer were determined by electron-probe microanalysis (EPMA). Layer-growth kinetics was analysed on the basis of compound layer-thickness measurements. For a fixed chemical potential of nitrogen it was found that the microstructure and the layer-growth kinetics are strongly dependent on the chemical potential of carbon.

          Kurzfassung

          Durch kontrolliertes Nitrocarburieren von Reineisensubstraten bei 823 K und 853 K wurde der Einfluss der chemischen Potenziale von Stickstoff und Kohlenstoff in NH 3/H 2/CO/CO 2/H 2O-haltigen Gasgemischen auf die Mikrostruktur und Zusammensetzung der resultierenden Verbindungsschicht systematisch untersucht. Die morphologische Entwicklung der Verbindungsschicht wurde dabei lichtmikroskopisch analysiert. Der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt in der Verbindungsschicht wurde mittels Elektronenstrahl-Mikroanalyse (ESMA) bestimmt. Die Untersuchung der Schichtwachstumskinetik erfolgte anhand von Messungen der Verbindungsschichtdicke. Es konnte gezeigt werden, dass bei gegebenem chemischen Potenzial von Stickstoff die Wachstumskinetik und Mikrostruktur der Verbindungsschicht stark vom chemischen Potenzial von Kohlenstoff abhängen.

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            Über das Eisen-Wasserstoff-Ammoniak-Gleichgewicht

             E Lehrer,  F. Lehrer (1930)
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              Nitrogen and Carbon in Iron and Steel – Thermodynamics

               J Kunze,  J KUNZE (1990)
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                Author and article information

                Journal
                htme
                HTM Journal of Heat Treatment and Materials
                Carl Hanser Verlag
                1867-2493
                2194-1831
                2010
                : 65
                : 5
                : 243-248
                Affiliations
                1 Max Planck Institute for Metals Research, Stuttgart, Germany
                2 Max Planck Institute for Metals Research, Stuttgart, Germany, Institute for Materials Science, University of Stuttgart, Stuttgart, Germany
                Author notes
                [*]

                Lecture hold by T. Woehrle at the European Conference on Heat Treatment 2010, Nitriding and Nitrocarburising, April 29/30, 2010, Aachen, Germany

                Article
                HT110069
                10.3139/105.110069
                © 2010, Carl Hanser Verlag, München
                Page count
                References: 14, Pages: 6
                Product
                Self URI (journal page): http://www.hanser-elibrary.com/loi/htme
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                Fachbeiträge/Technical Contributions

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