Modellierung und Simulation der Oberflächen-kinetik beim Niederdruck-Carbonitrieren*

Abstract

Kurzfassung Die Vorteile des Niederdruck-Carbonitrier-Verfahrens gegenüber dem bereits etablierten Niederdruck-Aufkohlen liegen in der Möglichkeit, durch den zusätzlich eingebrachten Stickstoff eine höhere Verschleiß- und Temperaturbeständigkeit des behandelten Bauteils zu erreichen. In einer früheren Veröffentlichung [1] wurde ein Modell zur Beschreibung der Transportvorgänge von Stickstoff und Kohlenstoff im Stahl vorgestellt. Im Rahmen der weitergeführten Untersuchungen wurden nun dazu ergänzend Geschwindigkeitskoeffizienten der mathematischen Ansätze zur Beschreibung der Oberflächenkinetik, bestehend aus Ammoniakadsorption und –zerfall, Lösen, Desorbieren und Effundieren von Stickstoff, mittels thermogravimetrischer Untersuchungen (TGA) ermittelt. Somit stehen Ansätze und Daten zur Verfügung, um beim Carbonitrieren die Konzentrationsprofile von Kohlenstoff- und Stickstoff im Stahl vorherzusagen. Das vollständige Modell wurde anhand experimenteller Untersuchungen validiert. Die Übereinstimmung mit den Messergebnissen ist gut bis ausreichend.