Begreppen ”expanderad austenit” och ”S-fas” myntades när fenomenet upptäcktes i början av 1980-talet. Begreppet S-fas användes för att beskriva nya toppar som framträdde vid röntgendiffraktion (XRD). Man trodde då att en ny fas hade bildats i den austenitiska strukturen hos rostfria stål. Senare upptäcktes att detta inte stämde och att ingen fasförändring sker i den termokemiska diffusionsprocessen; namnet fastnade dock och termerna ”expanderad austenit” eller ”S-fas” används idag omväxlande. Vid ett tillfälle användes till och med ”M-fas”, eftersom man trodde att en martensitisk struktur bildades, vilket också är felaktigt.
S-fasen bildas genom övermättnad av kol och/eller kväve, upp till 25 at% för kväve-S-fasen. Resultaten av elementens inläggning är lätt identifierbara genom ett ljust vitt skikt och kan hänföras till gitterutvidgning medan kärnmaterialet begränsar utvidgningen. Som ett resultat bildas mycket höga restspänningar och hög hårdhet uppnås, typiskt högre än 1000HV0,05. Båda typerna av S-fas (kväve och kol) är metastabila, där den senare, som bildas vid Kolsterising® -processen, erbjuder högre termisk stabilitet och större duktilitet.
Som bilden visar diffunderar kol- eller kväveatomer in i gitterets mellanrum, vilket utsätter ytan för tryck samtidigt som grundmaterialet tar upp utvidgningen.
- det härdade skiktets formbarhet
- ökad slitstyrka
- förbättrad utmattningshållfasthet
- förebyggande av skavning vid kombinationer av austenitiska material