Terminy "rozszerzony austenit" i "faza S" zostały ukute, gdy po raz pierwszy odkryto je na początku lat 80-tych. Termin "faza S" został użyty do opisania nowych pików pokazanych za pomocą urządzenia do dyfrakcji proszkowej promieniowania rentgenowskiego (XRD). Uważano, że nowa faza powstała w austenitycznej strukturze stali nierdzewnej. Później odkryto, że nie jest to prawdą, a w procesie dyfuzji termochemicznej nie dochodzi do zmiany fazy; jednak nazwa utknęła i terminy "rozszerzony austenit" lub "faza S" są dziś używane zamiennie. W pewnym momencie używano nawet określenia "faza M", ponieważ panowało przekonanie, że powstaje struktura martenzytyczna, co również nie jest prawdą.
Faza S powstaje w wyniku przesycenia węglem i/lub azotem, do 25% w przypadku fazy S azotu. Wyniki implantacji pierwiastków są łatwe do zidentyfikowania dzięki jasnej białej warstwie i można je przypisać rozszerzaniu się sieci, podczas gdy materiał rdzenia ogranicza rozszerzanie. W rezultacie powstają bardzo wysokie naprężenia szczątkowe i osiągana jest wysoka twardość, zwykle wyższa niż 1000HV0,05. Oba rodzaje fazy S (azotowa i węglowa) są metastabilne, przy czym ta ostatnia tworzy się w fazie Kolsterising® oferuje wyższą stabilność termiczną i większą plastyczność.
Jak pokazano na rysunku, atomy węgla lub azotu dyfundują do przestrzeni międzywęzłowych sieci i wywierają nacisk na powierzchnię, podczas gdy materiał podstawowy pochłania ekspansję.
- plastyczność utwardzonej warstwy
- Zwiększona odporność na ścieranie
- Zwiększona trwałość zmęczeniowa
- Zapobieganie zacieraniu się par materiałów austenitycznych