Influence of cryogenic turning strategies on the surface morphology and resulting wear behavior of metastable AISI 347 austenitic stainless steel

Abstract: Cryogenic turning of metastable austenitic stainless steels can improve wear resistance of the resulting surface due to the phase transformation of γ‐austenite into α’‐ and/or ϵ‐martensite in the near surface layer. By using a cryogenic two‐step turning process, the amount of deformation‐induced α’‐martensite in the subsurface regime can be further increased. To determine the influence of the implemented and optimized two‐step turning strategy on the tribological properties of countersurfaces for radial shaft seals, an evaluation of wear behavior of the shaft seal countersurface as well as microstructural analyses in subsurface regime is presented and compared to the cryogenic single step turning process. The results show that not only the integral phase transformation in the overall subsurface region, but also the local phase distribution plays an important role when it comes to the surface performance in tribological applications.
Das kryogene Drehen von metastabilen austenitischen rostfreien Stählen kann die Verschleißfestigkeit der resultierenden Oberfläche aufgrund der Phasenumwandlung von γ‐Austenit nach α’‐ und/oder ϵ‐Martensit im oberflächennahen Bereich verbessern. Durch den Einsatz eines zweistufigen kryogenen Drehprozesses kann der verformungsinduzierte α’‐Martensitgehalt weiter erhöht werden. Um den Einfluss des implementierten und optimierten zweistufigen kryogenen Drehprozesses auf die tribologischen Eigenschaften von Gegenlaufflächen für Radialwellendichtringe zu ermitteln, werden die Verschleißuntersuchungen der Wellendichtring‐Gegenlauffläche sowie die Mikrostrukturanalysen in den oberflächennahen Bereichen durchgeführt und mit der einstufigen Drehstrategie verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass nicht nur die integrale Phasenumwandlung in der gesamten Einflusszone, sondern auch die lokale Phasenverteilung eine wichtige Rolle für die Oberflächenqualität in tribologischen Anwendungen spielen.

Object Details

• Alternative title: Einfluss von kryogenen Drehstrategien auf die Oberflächenmorphologie und das resultierende Verschleißverhalten des metastabilen austenitischen rostfreien Stahls X6CrNiNb18‐10
• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Englisch

References and Relationships

• Bibliographic citation: Influence of cryogenic turning strategies on the surface morphology and resulting wear behavior of metastable AISI 347 austenitic stainless steel ; volume:55 ; number:3 ; year:2024 ; pages:290-301 ; extent:12 ; Materials science and engineering technology ; 55, Heft 3 (2024), 290-301 (gesamt 12)

Contributors, Places and Time

• Creator: Zhu, T. ; Smaga, M. ; Thielen, S. ; Hotz, H. ; Kirsch, B. ; Aurich, J. C. ; Sauer, B. ; Koch, O. ; Beck, T.

Further information

• DOI: 10.1002/mawe.202300007
• URN: urn:nbn:de:101:1-2024032213215354698166
• Rights: Open Access; Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 14.08.2025, 10:54 AM CEST