Вплив питомої потужності енергетичного розряду при азотуванні на трибологічні характеристики конструкційної сталі 45.
DOI:
https://doi.org/10.31891/2079-1372-2019-94-4-6-12Ключові слова:
азотування в тліючому розряді, густина струму, напруження, сухе тертя, питома потужність енергетичного розряду в камеріАнотація
У роботі досліджено вплив потужності енергетичного розряду W при БАТР на трибологічні характеритстики азотованої сталі 45. Встановлено, що при максимально можливій питомій потужності енергетичного розряду W (до його переходу в електродуговий) підвищується зносотійкість при терті. Найбільша зносотійкість сталі 45 відповідає режиму 7, який забезпечує оптимальні фізико-хімічні характеристики азотованого шару.
Співвідношенням інтенсивностей проходження основних субпроцесів БАТР визначається структура та фазовий склад азотованих шарів. Залежно від поточної комбінації параметрів режиму формування азотованого шару інтенсивність перебігу вище вказаних субпроцесів (утворення нітридів, розпорошення і дифузійне насичення поверхні азотом), а отже й інтенсивність утворення тих чи інших фаз може бути різною, а інколи і зворотньою. Наприклад, при підвищенні енергії падаючого потоку W попередньо утворений шар нітридів розпорошується, а це стимулює процес дифузії азоту в товщу основи металу і утворення g і a-фаз. У випадку, коли енергія потоку недостатня для розпорошення нітридного шару, він виступає у ролі своєрідного бар’єру, що перешкоджає або повністю припиняє процес дифузії азоту
Встановлено, що зменшення питомої потужності розряду приводить до зменшення товщини нітридної і дифузійної зон і, як наслідок, погіршуються трибологічні характеристики. Виявлено, що при максимальних значеннях енергетичних параметрів формується азотований шар, що містить e , g і a-фази. Зменшення напруги і густини струму приводить до збільшення частки g-фази (Fe4N) і відповідно до зменшення частки e - фази (Fe2N). При мінімальних значеннях енергетичних параметрів утворення нітридів на поверхні відсутнє і азотований шар складається лише з a-фази.
Посилання
2. Сафонов Б.П. Инженерная трибология: оценка износостойкости и ресурса трибоспряжения / Б.П. Сафонов, А.В. Бегова. – Новомосковск, РХТУ, 2004. – 65с.
3. Stechyshyn M.S. Influence of the Ionic Nitriding of Steels in Glow Discharge on the Structure and Properties of the Coatings / Stechyshyn, M.S.,Martynyuk, A.V.,Bilyk, Y.M.,Oleksandrenko, V.P.,Stechyshyna, N.M.// Materials Science. – 2017. - 53 (3). - pp.343 – 349.
4. Арзамасов Б.Н. Ионная химико-термическая обработка сплавов / Б.Н. Арзамасов, А.Г. Брату-хин, Ю.С.Елисеев, Т.А. Панайоти. – М.: Изд-во МГУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – 400с.
5. Pastukh I.M. Subprocesses Accomponing Nitriding in a Glow Discharge / I.M. Pastukh // Technical Physics, 2014, Vol.59, no.9. – P.1320-1325.
6. Арзамасов Б.Н. Роль удельной мощности разряда при ионной химико-термической обработке сплавов / Б.Н. Арзамасов, Т.А. Панайоти // Металловедение и термическая обработка метталов. – 2000. – №6. – С.31-34.
7. Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металов в активизированных газовых средах / Б.Н. Арзамасов. М.: Машиностроение, 1979. – 224с.
8. Effect of nitriding current density on the surface properties and crystallite size of pulsed plasma-nitrided AISI 316L / J. C. Diaz-Guillen, E.E. Granda-Gutierrez, G. Vargas-Gutierrez, M. R. Diaz-Guillen // Journal of Materials Sciences and Chemical Engineering. – 2015. – No. 3. – pp. 45–51.
9. Spalvins T. Advances and Direction of Ion Nitriding / T. Spalvins // 2nd Ion Nitriding Conference, Ohio, September 18-20, 1989. Ohio, 1989. – P. 3–11.
10. Stechyshyn, М.S., Stechyshyna, N.М., Martynyuk, A.V., Luk’yanyuk, M.M.Strength and Plasticity of the Surface Layers of Metals Nitrided in Glow Discharge.(2018) Materials Science, . Article in Press.DOI: 10.1007/s11003-018-0156-5.
Хмельницький нацiональний унiверситет