Effect of the Carburizing Layer on the Morphology of Chromium Carbides

Abstract

Low carbon steel substrates were face-hardened by cementing, after which thin layers of chromium were deposited electrolytically on these substrates. After deposition, the samples were exposed to isothermal annealing at a temperature of 950°C. The characterization of the thin layers was carried out by means of optical microscopy and interferometry using the Vickers microhardness test. The obtained results allowed establishing the phase shift kinetics (under the effect of the cementing layer) in thin layers of chromium, which are transformed into chromium carbide when passing through metastable transition phases. These transformations were due to diffusion of the carbon atoms coming from the layer of cementing, germination and growth in solid phase. This fact has been examined taking into account the annealing temperature, the lattice parameter evolution and the deposited chromium layer morphology. As to mechanical properties, it was established that the micro-hardness depends on the phase shift evolution

Стальные подложки с низким содержанием углерода подвергали поверхностному упрочнению путем цементирования, а затем на эти подложки электролитическим способом осаждали тонкие слои хрома. После осаждения образцы подвергали изотермическому отжигу при температуре 950 °С. Характеристика тонких слоев производилась с помощью оптической микроскопии и интерферометрии по микротвердости по Виккерсу. На основании полученных результатов установлена кинетика фазового сдвига (под действием слоя цементирования) в тонких слоях хрома, которые превращаются в карбид хрома при прохождении метастабильных фаз перехода. Эти превращения происходили путем диффузии атомов углерода, поступающих из слоя цементирования, прорастания и роста в твердой фазе. Данный факт исследовали в зависимости от температуры отжига, эволюции параметра решетки и морфологии осажденного слоя хрома. Что касается механических свойств, было установлено, что микротвердость зависит от эволюции фазового сдвига