Studier av nitreringskinetiken för järn-kromlegeringar i
ammoniak-vätgasmiljö
Kinetiken för nitrering av en järn-kromlegering med en gasblandning av ammoniak och vätgas har studerats vid temperaturer mellan 500°C och 600°C. För ett gasatomiserat pulver (Fe-7%Cr) har inverkan av syrepotential (H2O/ H2) och olika förbehandlingar (förreduktion och förnitrering) studerats med hjälp av en termogravimetrisk metod. Dessutom har laserablering som förbehandlingsmetod för nitrering av solida ytor studerats med hjälp av GD-OES-analys (Glow Discharge Optical Emission Spectrometry). Resultaten har diskuterats och tolkats med avseende på faktorer som kan påverka ytreaktionens hastighet, kärnbildningsförhållanden samt diffusionsvillkor. Syrepotentialen har visats påverka nitreringshastigheten via komplicerade samband mellan syrepotentialens storlek, kvävehalt i materialet och nitreringstemperatur. Kemiska analyser visar att ingen oxidation skett vid nitrering med fuktad gas (<200 ppm h2o). förreduktion med vätgas inverkar negativt på nitreringskinetiken. vid återoxidation av det förreducerade provet i luft vid rumstemperatur återfås den ursprungliga nitreringshastigheten. resultaten indikerar därmed att förekomsten av ytlig järnoxid gynnar nitreringskinetiken. förnitrering med låga nitreringspotentialer (9% nh3) ökar nitreringshastigheten vid efterföljande nitrering med högre nitreringspotential (40% nh3). detta ger en väsentligt kortare total nitreringstid. orsaken föreslås bero på en mer gynnsam kärnbildning av järnnitrid på ytan. förbehandling av ytor med laserablering har visat sig vara en lovande metod för nitrering som är värd att studeras vidare.