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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter April 4, 2020

Influence of Nitriding and Multiple Peening on Surface Characteristic of Tool Steel AISI D2

Der Einfluss des Nitrierens und des Mehrfachstrahlens auf die Oberflächeneigenschaft des Werkzeugstahls X153CrMoV12
K. Nambu, M. Nishio, M. Okumiya and J. Miyamoto


The purpose of this study is to clarify the effect of the combined treatment of nitriding and multi-stage peening on the friction and wear characteristics of tool steel AISI D2. In the measurement of the surface roughness, it was clarified that the size of the dimple changes by the multiple peening treatment when the nitriding treatment is not applied. It was indicated that the surface roughness increased by forming the Sn layer on the surface when the nitriding treatment was performed. It was revealed that the hardness increased significantly by applying multiple peening treatment after nitriding treatment in hardness measurement. In residual stress measurement, it was revealed that residual stress of about −1500 MPa is imparted by multiple peening treatment. In addition, it could be shown that higher residual stress is given after the nitriding treatment. It became obvious the friction coefficient of AISI D2 can be greatly reduced by nitriding multiple peening treatment. In addition, it was clarified that the friction coefficient can be reduced even with only the multiple peening treatment.


Der Zweck dieser Studie ist es, den Effekt der kombinierten Behandlung von Nitrieren und Mehrfachstrahlen auf die Reibungs- und Abriebeigenschaften von X153CrMoV12 zu klären. Bei der Messung der Oberflächenrauheit wurde gezeigt, dass sich die Größen der Vertiefungen um das Vielfache durch Mehrfachstrahlen ändern, wenn die Nitrierbehandlung nicht angewendet wird. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Oberflächenrauheit durch Bilden der Sn-Schicht auf der Oberfläche anstieg, wenn die Nitrierbehandlung durchgeführt wurde. Zudem wurde beobachtet, dass die Härte durch Anwendung einer Mehrfachstrahlbehandlung nach der Nitrierbehandlung bei der Härtemessung signifikant anstieg. Bei der Eigenspannungsmessung wurde gezeigt, dass eine Druckeigenspannung von etwa −1500 MPa durch Mehrfachstrahlen erzeugt wird. Darüber hinaus wurde ersichtlich, dass nach der Nitrierbehandlung eine höhere Druckeigenspannung auftritt. Es konnte nachgewiesen werden, dass der Reibkoeffizient von X153CrMoV12 durch Nitrieren mit Mehrfachstrahlen stark verringert werden kann. Darüber hinaus war es nachweisbar möglich, den Reibkoeffizient auch nur mittels der Mehrfachstrahlbehandlung zu verringern.

3 (corresponding author/Kontakt)


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Published Online: 2020-04-04
Published in Print: 2020-04-09

© 2020, Carl Hanser Verlag, München

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