1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физикохимия поверхности и защита материалов
  4. T. 59, № 4, 2023

Физикохимия поверхности и защита материалов, 2023, T. 59, № 4, стр. 424-432

Повышение износостойкости среднеуглеродистой стали катодным электролитно-плазменным бороазотированием

С. А. Кусманов a, *, И. В. Тамбовский a, Т. Л. Мухачева a, С. С. Кораблева a, И. А. Кусманова a, Р. Д. Белов a

a Костромской государственный университет
156005 Кострома, ул. Дзержинского, 17, Россия

* E-mail: sakusmanov@yandex.ru

Поступила в редакцию 16.08.2022
После доработки 17.01.2023
Принята к публикации 31.01.2023

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

  1. Yerokhin A.L., Nie X., Leyland A. et al. // Surface and Coatings Technology. 1999. V. 122. P. 73.

  2. Aliofkhazraei M., Macdonald D.D., Matykina E. et al. // Applied Surface Science Advances. 2021. V. 5. P. 100121.

  3. Jin S., Ma X., Wu R. et al. // Applied Surface Science Advances. 2022. V. 8. P. 100219.

  4. Bogdashkina N.L., Gerasimov M.V., Zalavutdinov R.K. et al. // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2018. V. 54. P. 331.

  5. Belkin P.N., Kusmanov S.A., Parfenov E.V. // Applied Surface Science Advances. 2020. V. 1. P. 100016.

  6. Belkin P.N., Yerokhin A.L., Kusmanov S.A. // Surface and Coatings Technology. 2016. V. 307. P. 1194.

  7. Nie X., Wang L., Yao Z.C. et al. // Surface and Coatings Technology. 2005. V. 200. P. 1745.

  8. 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.

  9. Taheri P., Dehghanian Ch., Aliofkhazraei M. et al. // Plasma Processes and Polymers. 2007. V. 4. P. 711.

  10. Kuzenkov S.E., Saushkin B.P. // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 1996. V. 6. P. 10.

  11. Kusmanov S.A., Tambovskiy I.V., Sevostyanova V.S. // Surface and Coatings Technology. 2016. V. 291. P. 334.

  12. Kusmanov S.A., Tambovskii I.V., Korableva S.S. // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2022. V. 58. P. 323.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физикохимия поверхности и защита материалов

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал