Durch thermochemische Diffusionsprozesse wie z.B. Nitrieren lassen sich Ermüdungsfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit erhöhen. Auch die Verbesserung von Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sind häufig Motivation für die Anwendung eines Nitrierverfahrens.

Für die Forschungsaktivitäten am MCL von besonderem Interesse sind der Aufbau, die Struktur und die Eigenschaften von thermochemischen Randzonen in Abhängigkeit des eingesetzten Verfahrens. Besonderer Fokus liegt hier bei hochlegierten Stählen, z.B. Warmarbeitsstählen wie dem X40CrMoV5-1.

Durch den Mechanismus der Ausscheidungshärtung ermöglicht das fein justierbare Plasmanitrieren eine Erhöhung der Lebensdauer durch eine gradierte Härtung und das Einbringen von Druckeigenspannungen in die Randschicht bei gleichzeitiger Verbesserung der Verschleißbeständigkeit.

Zur anwendungsspezifischen Einstellung dieser Randzone und zum Verständnis des Einflusses der Legierungselemente wird ein multimethodischer Charakterisierungsansatz unter Einbindung der Forschungspartner des MCL verfolgt. In zukünftigen Aktivitäten wird neben den experimentellen Methoden auch die thermokinetische Simulationssoftware MatCalc zur Vorhersage der Ausscheidungsbildung angewandt.