Abrasiver Verschleiß nitrocarburierter Stähle

Diffusionsschichten werden in großem Umfang industriell genutzt, um die tribologischen Eigenschaften von Bauteilen zu verbessern. In dieser Arbeit wurde der abrasive Verschleiß verschiedener Diffusionsschichten untersucht. Dazu wurden drei Diffusionsverfahren ausgewählt, nämlich Salzbad‐, Gas‐ und Plasmanitrocarburieren, die an fünf verschiedenen Stählen zur Anwendung gelangten. Die Stähle waren St 52‐3, Ck 45, 42 CrMo 4, 30 CrNiMo 8 und X 20 Cr 13. Die Schichtdicken und deren Porositäten wurden mit Hilfe der Lichtmikroskopie untersucht. Der Schichtaufbau wurde mittels der Röntgenfeinstrukturanalyse und die Oberflächen‐Kenngrößen mit Hilfe des Tastschnittverfahrens bestimmt. Die Oberflächenhärte und der Härteverlauf wurden mit dem Vickers‐verfahren ermittelt. Der Verschleißtest wurde nach dem Schleifpapierverfahren durchgeführt. Die vorherrschenden Verschleißmechanismen wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie dokumentiert. Es stellte sich heraus, daß alle Schicht/Substrat‐Kombinationen eine Verbesserung des abrasiven Verschleißwiderstandes bewirkten. Im allgemeinen verringerte sich der Verschleißbetrag bei zunehmender Härte und größerer Schichtdicke. Als beständigste Schicht/Substrat‐Kombinationen gegen abrasiven Verschleiß stellten sich salzbad‐, und gasnitrocarburierte Stähle vom Typ X 20 Cr 13 heraus, während die plasmanitrocarburierten Proben aus den Werkstoffen St 52‐3 und Ck 45 am schlechtesten abschnitten.