Les termes "austénite expansée" et "phase S" ont été inventés lorsqu'ils ont été découverts pour la première fois au début des années 1980. Le terme "phase S" a été utilisé pour décrire les nouveaux pics mis en évidence par les appareils de diffraction des rayons X sur poudre (XRD). On pensait qu'une nouvelle phase se formait dans la structure austénitique des aciers inoxydables. On a découvert par la suite que ce n'était pas le cas et qu'aucun changement de phase ne se produisait dans le processus de diffusion thermochimique ; cependant, le nom est resté et les termes "austénite expansée" ou "phase S" sont aujourd'hui utilisés de manière interchangeable. À un moment donné, on a même utilisé le terme "phase M", car on pensait qu'une structure martensitique se formait, ce qui est également faux.
La phase S est formée par une sursaturation en carbone et/ou en azote, jusqu'à 25 % pour la phase S à l'azote. Les résultats de l'implantation des éléments sont facilement identifiables par une couche blanche brillante et peuvent être attribués à l'expansion du réseau tandis que le matériau de base limite l'expansion. En conséquence, des contraintes résiduelles très élevées sont formées et une dureté élevée est atteinte, typiquement supérieure à 1000HV0.05. Les deux types de phase S (azote et carbone) sont métastables, ce dernier se formant dans la phase S. Kolsterising® offre une plus grande stabilité thermique et une plus grande ductilité.
Comme le montre l'image, les atomes de carbone ou d'azote se diffusent dans les espaces interstitiels du réseau et une pression est exercée sur la surface tandis que le matériau de base absorbe l'expansion.
- ductilité de la couche durcie
- augmentation de la résistance à l'abrasion
- amélioration de la résistance à la fatigue
- prévention du grippage pour les appariements de matériaux austénitiques