Increasing the Wear Resistance of Medium-Carbon Steel by Cathodic Electrolytic-Plasma Boron and Nitrogen

S. A. Kusmanov; Кусманов С. А.; I. V. Tambovsky; Тамбовский И. В.; T. L. Mukhacheva; Мухачева Т. Л.; S. S. Korableva; Кораблева С. С.; I. A. Kusmanova; Кусманова И. А.; R. D. Belov; Белов Р. Д.

doi:10.31857/S004418562370047X

Повышение износостойкости среднеуглеродистой стали катодным электролитно-плазменным бороазотированием

Авторы: Кусманов С.А.¹, Тамбовский И.В.¹, Мухачева Т.Л.¹, Кораблева С.С.¹, Кусманова И.А.¹, Белов Р.Д.¹
Учреждения:
1. Костромской государственный университет
Выпуск: Том 59, № 4 (2023)
Страницы: 424-432
Раздел: НОВЫЕ ВЕЩЕСТВА, МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
URL: https://rjsvd.com/0044-1856/article/view/663927
DOI: https://doi.org/10.31857/S004418562370047X
EDN: https://elibrary.ru/YRFXWL
ID: 663927

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Изучена возможность повышения износостойкости среднеуглеродистой стали с помощью катодного электролитно-плазменного бороазотирования в водном электролите борной кислоты и хлорида аммония. Исследовано влияние процессов диффузии, высокотемпературного окисления и эрозии на морфологию и шероховатость поверхности, состав и структуру диффузионных слоев. Рассчитаны коэффициенты диффузии бора и азота. Установлено влияние диффузионных процессов в поверхностном слое стали на ее упрочнение при закалке, вызванное образованием азотистого мартенсита и боридов в зоне диффузии бора и азота на глубине до 100 мкм и увеличением концентрации углерода на глубине от 150 до 500 мкм за счет обезуглероживания поверхности. Установлен механизм изнашивания бороазотированной стали, соответствующий усталостному износу при граничном трении и пластическом контакте. Показана возможность повышения износостойкости в 3.5 раза и микротвердости диффузионного слоя до 1050 HV после катодного бороазотирования при 850°С в течение 30 мин.

Ключевые слова

электролитно-плазменная обработка, бороазотирование, сталь, микротвердость, шероховатость, износостойкость

Список литературы

Yerokhin A.L., Nie X., Leyland A. et al. // Surface and Coatings Technology. 1999. V. 122. P. 73.
Aliofkhazraei M., Macdonald D.D., Matykina E. et al. // Applied Surface Science Advances. 2021. V. 5. P. 100121.
Jin S., Ma X., Wu R. et al. // Applied Surface Science Advances. 2022. V. 8. P. 100219.
Bogdashkina N.L., Gerasimov M.V., Zalavutdinov R.K. et al. // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2018. V. 54. P. 331.
Belkin P.N., Kusmanov S.A., Parfenov E.V. // Applied Surface Science Advances. 2020. V. 1. P. 100016.
Belkin P.N., Yerokhin A.L., Kusmanov S.A. // Surface and Coatings Technology. 2016. V. 307. P. 1194.
Nie X., Wang L., Yao Z.C. et al. // Surface and Coatings Technology. 2005. V. 200. P. 1745.
Смирнов А.А., Силкин С.А., Белкин П.Н. и др. // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2017. Т. 60. Вып. 1. С. 81.
Taheri P., Dehghanian Ch., Aliofkhazraei M. et al. // Plasma Processes and Polymers. 2007. V. 4. P. 711.
Kuzenkov S.E., Saushkin B.P. // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 1996. V. 6. P. 10.
Kusmanov S.A., Tambovskiy I.V., Sevostyanova V.S. // Surface and Coatings Technology. 2016. V. 291. P. 334.
Kusmanov S.A., Tambovskii I.V., Korableva S.S. // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2022. V. 58. P. 323.