Структурно-фазовое состояние поверхностного слоя низкоуглеродистой стали после электролитно-плазменной модификаци
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2021.v78.i3.08Ключевые слова:
Электролитно-плазменная модификация, мартенсит, микроструктура, упрочнение, твердостьАннотация
Разработана альтернативная технология упрочнения электролитно-плазменной модификацией низкоуглеродистой легированной стали обвязки колонн клиновых для запорной арматуры. Обработку образцов стали 20Х проводили на экспериментальной установке, опытным путем определили оптимальные режимы обработки. Моделирование обработанной поверхности дает возможность предположить, что при электролитно-плазменном нагреве деталей наряду с закалкой происходит химическая модификация поверхностных слоев металла. Вольт температурная характеристика с наложением реального времени на предлагаемую обработку наглядно показывает о значительном снижении времени на упрочнение, относительно традиционными методами упрочнения аналогичной стали. Также значительно снижается энергозатраты и соответственно себестоимость детали и изделия в целом. Электролитно-плазменная модификация способствует превращению крупнозернистой перлитно-ферритной микроструктуры в мартенсит закалки. Увеличение твердости относительно исходного состояния свидетельствует, о повышении физико-механических свойств после электролитно-плазменной обработки. Преимущество способа электролитно-плазменной обработки состоит в малых энергозатратах при больших скоростях закалки, возможности локальной обработки поверхности, имеются предпосылки для создания полупромышленной установки для альтернативного электролитно-плазменного упрочнения. Результаты исследовании свидетельствуют о фазовом превращении стали, модификация поверхности углеродом, также повышение твердости что несомненно приведёт к повышению долговечности.
Библиографические ссылки
2 M.B. Doudkin, K.K. Kombayev, A.I. Kim, B.N. Azamatov and Zh.Zh. Azamatova, IJMPERD, 10, 747–758 (2020).
3 Yu.A. Geller and A.G. Rakhshtat, Materials Science, 456 (1989). (in Russ).
4 D. Pogrebnyak and O. P. Kulmenteva, Technical Physics Letters, 8, 2-6 (2003). (in Russ).
5 K.K. Kombayev, M.V. Doudkin, A.I. Kim, M. Mlynczak and B.K. Rakhadilov, News Of the national academy of sciences of the republic of Kazakhstan, 4(436), 222 – 229 (2019).
6 Method of electrolyte-plasma hardening of drill bit parts: pat. 23178 RK: IPC C21D1 / 78 (2009.01), C21D 1/34 (2009.01). (in Russ).
7 B.K. Rakhadilov, Zh.B. Sagdoldina, I.A. Ocheredko, K.K. Kombaev and A.K. Khassenov, Eurasian Physical Technical Journal, (32), 43-47 (2019).
8 E. Kozha, D.U. Smagulov, G.E. Akhmetova and K.K. Kombaev, News of national academy of sciences of the republic of Kazakhstan, 4(424), 219-225 (2017).
9 Y.F. Jiang, Y.F. Bao and K. Yang, Journal of Iron Steel Research, 11, 39-45 (2012).
10 J. Wu, W. Xue and B. Wang, Journal of Alloys and Compounds, 245, 9-15 (2014).
11 B. Wang, W.B. Xue, J. Wu, X.Y. Jin and M. Hua, Journal of Alloys and Compounds, 578, 162-169 (2013).
12 Yu.N. Tyurin and A.D. Pogrebnyak, Journal of Technical Physics, 72 (11), 119-120 (2002). (in Russ).
13 S.H. Alavi, C. Dehghanian and P. Taheri, Surface engineering, 27, 509-514 (2011).
14 B. Wang, X.Y. Jin, W.B. Xue, Z.L. Wu, J.C. Du and J. Wu High, Surface and Coatings Technology, 232, 142-149 (2013).
15 J. Wu, W. Xue, X. Jin, Applied Physics Letters, 103, 031905 (2013).
16 Y.F. Jiang, Y.F. Bao, K. Yang, Journal of Iron Steel Research, 19(11), 39-45 (2012).
17 Y.F. Jiang, T. Geng, Y.F. Bao and Y. Zhu, Surface and Coatings Technology, 216, 232-236 (2013).
18 J.H. Kong, T. Takeda and M. Okumiya, 13th International Conference on Plasma Surface Engineering, Germany, 157-160 (2012).
19 M.K. Skakov and Sh.R. Kurbanbekov, Bulletin of the Kazakhstan National Technical University, 4 (2013). (in Russ).
20 M.K. Skakov and B.K. Rakhadilov, Bulletin of the Kazakhstan National Technical University, 3 (2012). (in Russ).
21 M.K. Skakov, B.K. Rakhadilov and E.G. Batyrbekov, Bulletin of the Kazakhstan National Technical University, 3 (2014). (in Russ).
22 M.K. Zarchi, M.H. Shariat, S.A. Dehghan and S. Solhjoo, Journal of Materials Research and Technology, 3, 213-220 (2013).
23 Y.F. Jiang, Y.F. Bao and K. Yang, Journal of Iron Steel Research, 19, (11), 39-45 (2012).
24 A.R. Rastkar and B. Shokri, Surface and Interface Analysis, 44, 342-351 (2012).
25 H. Tavakoli, S.M. Mousavi Khoie, S.P. Marashi, O. Bolhasani, Journal of Materials Engineering and Performance, 22(8), 2351-2358 (2013).
26 H. Tavakoli, S.M. Mousavi Khoie, S.P.H. Marashi and S.A. Hosseini Mogadam, Journal of Alloys and Compounds, 583, 382-389 (2014).
27 H. Pang, G.-L. Zhang, X.Q. Wang, G.-H. Lv and H. Chen, S.-Z, Chinese Physics Letters, 28 (11), 103-118 (2011).
28 F. Mahzoon, S.A. Behgozin, M.E. Bahrololoom and S. Javadpour, Journal of Materials Engineering and Performance, 21 (8), 1751-1756 (2012).
29 L. Cenk Kumruoglu, A. Yerokhin, A. Ozel and A. Matthews, 1st ISTS International Surface Treatment Symposium, Istanbul, 295-310 (2011).
30 N. Lin, R. Xie, P. Zhou, Y. Ma, Z. Wang, P. Han, Z, Surface Review and Letters, 23 (4), 163-200 (2016).
