Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ СТАЛЕЙ ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНОГО КЛАССА

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-10-782-789

Полный текст:

Аннотация

Методом просвечивающей дифракционной электронной микроскопии на тонких фольгах исследовано изменение фазового состава  и тонкой структуры в сталях феррито-перлитного класса 18ХН3МА, 30ХГСА и 34ХН1М при электролитно-плазменной нитроцементации,  которую осуществляли путем поверхностного насыщения азотом и углеродом в водном растворе при температуре 800 – 860  °С в  течение  5  мин. Исследование всех сталей проведено до и после нитроцементации. В исходном состоянии сталь представляет собой смесь зерен  перлита и феррита. Нитроцементация привела к созданию модифицированных слоев: чем выше содержание перлита перед началом нитроцементации, тем больше толщина модифицированного слоя. Нитроцементация привела к изменениям в фазовом составе и структуре  стали. В поверхностной зоне модифицированного слоя наряду с матрицей присутствуют частицы других фаз: карбиды, нитриды и карбонитриды. По мере удаления от поверхности образца их набор и объемная доля уменьшаются, в конце модифицированного слоя во всех  сталях присутствует только одна карбидная фаза – цементит. Установлено, что матрица всех сталей после нитроцеменации – это отпущенный пакетный и пластинчатый мартенсит. В поверхностной зоне нитроцементованного слоя объемные доли пакетного и пластинчатого  мартенсита зависят от исходного состояния стали: чем больше в стали содержание перлита, тем меньше образуется пакетного мартенсита  и больше пластинчатого. В центральной зоне такая зависимость отсутствует, а в конце нитроцементованного слоя объемные доли мартенситных пакетов и пластин соизмеримы.

Об авторах

Н. А. Попова
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Россия

к.т.н., старший научный сотрудник 

634003, Томск, пл. Соляная,2



Е. Л. Никоненко
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Россия

 к.ф.-м.н., доцент кафедры физики 

634003, Томск, пл. Соляная,2



А. В. Никоненко
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
Россия

аспирант кафедры физики 

634050,  Томск, пр. Ленина, 40



В. Е. Громов
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой естественнонаучных дисциплин им. проф. В.М. Финкеля 

654041,  Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42



О. А. Перегудов
Омский государственный технический университет
Россия

к.т.н., помощник ректора по молодежной политике 

644050,  Омск, пр. Мира, 11



Список литературы

1. Boonruang Ch., Kumpangkeaw W., Sopunna K., Chomsaeng N., Narksitipan S. Effect of Carburizing via Current Heating Technique on the Near Surface Microstructure of AISI 1020 Steel // Chiang Mai J. Sci. 2012. Vol. 39. No. 2. P. 254 – 262.

2. Бондарев А.А., Тюрин Ю.Н., Погребняк А.Д., Колисниченко О.В., Дуда И.М. Влияние обработки импульсной плазмой и электронным пучком поверхности износостойких покрытий на основе Ni на их функциональные свойства // Упрочняющие технологии и покрытия. 2012. № 4. С. 16 – 20.

3. Дударева Н.Ю. Влияние режимов микродугового оксидирования на свойства формируемой поверхности // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2013. Т. 17. № 3. С. 217 – 222.

4. Гринь Р.Р., Галлямова Р.Ф., Дударева Н.Ю., Сиренко А.А., Мусин Ф.Ф. Особенности строения модифицированного слоя, полученного микродуговым оксидированием на сплаве АК12Д // Письма о материалах. 2014. Т. 4. № 3. С. 175 – 178.

5. Григорьянц А.Г., Третьяков Р.С., Фунтиков В.А. Повышение качества поверхностных слоев деталей, полученных лазерной аддитивной технологией // Технология машиностроения. 2015. № 10. С. 68 – 73.

6. Kovaleva M., Tyurin Yu., Vasilik N., Kolisnichenko O., Prozorova M., Arseenko M., Yapryntsev M., Sirota V., Pavlenko I. Effect of processing parameters on the microstructure and properties of WC-10Co-4Cr coatings formed by a new multi-chamber gasdynamic accelerator // Ceramics International. 2015. Vol. 41. No. 10. P. 15067 – 15074.

7. Kiseleva S.K., Zaynullina L.I., Dudareva N.Y. Influence of the microstructure Al-12 % Si alloy on the properties of the oxide layer formed with MAO // Materials Science Forum. 2016. Vol. 870. P. 481 – 486.

8. Мубояджян С.А., Будиновский С.А. Ионно-плазменная технология: перспективные процессы, покрытия, оборудование // Авиационные материалы и технологии. 2017. № 5. С. 39 – 54.

9. Yerokhin A.L., Nie X., Leyland A., Matthews A., Dowey S.J. Plasma electrolysis for surface engineering // Surface and Coatings Technology. 1999. Vol. 122. No. 2-3. P. 73 – 93.

10. Gupta P., Tenhundfeld G., Daigle E.O., Ryabkov D. Electrolytic plas ma technology: Science and engineering – an overview // Surface and Coatings Technology. 2007. Vol. 201. No. 21. P. 8746 – 8760.

11. Belkin P.N., Kusmanov S.A. Plasma electrolytic hardening of steels: Review // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2016. Vol. 52. No. 6. P. 531 – 546.

12. Рахимянов Х.М., Еремина А.С. Установка для химико-термической обработки в электролитной плазме // Сборник научных трудов НГТУ. 2006. № 3 (45). С. 141 – 144.

13. Куликов И.С., Ващенко С.В., Каменев А.Я. Электролитно-плазменная обработка материалов. – Минск: Беларуская навука, 2010. – 232 с.

14. Kusmanov S.A., Shadrin S.Yu., Belkin P.N. Carbon transfer from aqueous electrolytes to steel by anode plasma electrolytic carbu ri sing // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 258. P. 727 – 733.

15. Alfereva T.I., Belkin P.N., Zhirov A.V. Rapid cementation of steel from a coating under anodic electrolytic heating conditions // Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2015. Vol. 9. No. 2. P. 313 – 316.

16. Belkin P.N., Kusmanov S.A., Dyakov I.G., Komissarova M.R., Parfenyuk V.I. Anode plasma electrolytic carburizing of commercial pure titanium // Surface and Coatings Technology. 2016. Vol. 307. P. 1303 – 1309.

17. Skakov M., Rakhadilov B., Batyrbekov E., Scheffner M. Change of Structure and Mechanical Properties of R6M5 Steel Surface Layer at Electrolytic-Plasma Nitriding // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1040. P. 753 – 758.

18. Kusmanov S.A., Smirnov A.A., Silkin S.A., Belkin P.N. Modification of Low-Alloy Steel Surface by Plasma Electrolytic Nitriding // Journal of Materials Engineering and Performance. 2016. Vol. 25. No. 7. P. 2576 – 2582.

19. Белкин П.Н., Кусманов С.А. Электролитно-плазменное азотирование сталей // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2017. № 7. С. 95 – 118.

20. Kusmanov S.A., Kusmanova Yu.V., Naumov A.R., Belkin P.N. Features of Anode Plasma Electrolytic Nitrocarburising of Low Carbon Steel // Surface and Coatings Technology. 2015. Vol. 272. P. 149 – 157.

21. Kusmanov S.A., Dyakov I.G., Kusmanova Yu.V., Belkin P.N. Surface Modification of Low-Carbon Steels by Plasma Electrolytic Nitrocarburising // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2016. Vol. 36. No. 5. P. 1271 – 1286.

22. Kusmanov S.A., Grishina E.P., Belkin P.N., Kusmanova Y.V., Kudryakova N.O. Raising the corrosion resistance of low-carbon steels by electrolytic-plasma saturation with nitrogen and carbon // Metal Science and Heat Treatment. 2017. Vol. 59. No 1-2. P. 117 – 123.

23. Суминов И.В., Белкин П.Н., Эпельфельд А.В., Людин В.Б., Крит Б.Л., Борисов А.М. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов. В 2 т. Т. 1. – М.: Техносфера, 2011. – 464 с.

24. Попова Н.А., Журерова Л.Г., Никоненко Е.Л., Скаков М.К. Влия ние электролитно-плазменной нитроцементации на фазовый состав стали 30ХГС // Материаловедение. 2016. № 8. С. 26 – 31.

25. Попова Н.А., Ерыгина Л.А., Никоненко Е.Л., Скаков М.К., Конева Н.А., Козлов Э.В. Фазовые превращения в стали 34ХН1М под действием электролитно-плазменной нитроцементации // Известия РАН. Серия физическая. 2017. Т. 81. № 3. С. 383 – 385.

26. Попова Н.А., Никоненко Е.Л., Ерболатова Г.У., Калашников М.П., Скаков М.К. Фазовые превращения в сплаве 40ХНЮ под действием плазменной химико-термической обработки // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2018. Т. 15. № 3. С. 339 – 347.

27. Эволюция фазового состава, дефектной структуры, внутренних напряжений и перераспределение углерода при отпуске литой конструкционной стали / Э.В. Козлов, Н.А. Попова, О.В. Кабанина, С.И. Климашин, В.Е. Громов. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2007. – 177 с.

28. Иванов Ю.Ф., Козлов Э.В. Объемная и поверхностная закалка конструкционной стали – морфологический анализ структуры // Изв. вуз. Физика. 2002. Т. 45. № 3. С. 5 – 23.


Для цитирования:


Попова Н.А., Никоненко Е.Л., Никоненко А.В., Громов В.Е., Перегудов О.А. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ СТАЛЕЙ ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНОГО КЛАССА. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2019;62(10):782-789. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-10-782-789

For citation:


Popova N.A., Nikonenko E.L., Nikonenko A.V., Gromov V.E., Peregudov O.A. INFLUENCE OF ELECTROLYTIC PLASMA CARBONITRIDING ON STRUCTURAL PHASE STATE OF FERRITIC-PEARLITIC STEELS. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2019;62(10):782-789. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-10-782-789

Просмотров: 44


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)