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Zur Untersuchung der Morphologie und Wachstumskinetik nitrierter Schichten von Fe-Cr-Legierungen wurden Legierungen mit 4 Gew.-%, 7 Gew.-%, 13 Gew.-% und 20 Gew.-% Cr in einer NH 3 /H 2 -Gasatmosphäre (bei 450 °C, 580 °C und 700 °C) nitriert. Die Untersuchung der Gefügemorphologie der Nitrierschichten wurde mithilfe von Licht- und Rasterelektronenmikroskopie durchgeführt. Die Variation der Elementzusammensetzung in den Nitrierschichten wurde durch Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA) bestimmt. Zur quantitativen Beschreibung des Stickstoffdiffusionsprofiles in den Nitrierschichten wurde ein numerisches Modell entwickelt. Die berechneten Stickstoffprofile wurden den gemessenen (ESMA) Profilen angepasst, wobei die folgenden Anpassungsparameter angewendet wurden: Stickstoffoberflächenkonzentration, Löslichkeitsprodukt von Chrom und Stickstoff in der Ferrit-Matrix sowie ein Parameter, welcher die Zusammensetzung des ausgeschiedenen Chromnitrides festlegt. Um die berechneten Profile an die gemessenen anzupassen, wurde zwischen mobilem und immobilem Überschussstickstoff in der Nitrierschicht unterschieden.

Nitrieren von Fe-Cr-Legierungen: Überschussstickstoff und Kinetik des Nitrierschichtwachstums