DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2018.82.0.13

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ КОМПЛЕКСНОГО ІОННОГО АЗОТУВАННЯ ДЛЯ МОДИФІКАЦІЇ СТАЛІ

O. V. Sоbоl, S. M. Shevchenko, T. O. Рrotasenko

Анотація


Надані експериментальні результати впливу процесу комплексного іонного азотування за різними режимами на глибину азотованого шару. Визначені структурні особливості поверхневих та приповерхневих шарів сталі та характер розподілу мікротвердості по перерізу деталі. Встановлено, що технологія комплексного іонного азотування для модифікації сталі за рахунок глибинного азотування є ефективною та заслуговує впровадження та розвитку.

Ключові слова


іонне азотування; комплексна обробка; дифузія; глибина зміцнення; твердість; дифракційні спектри

Повний текст:

PDF

Посилання


Lahtin Yu. M. Teoriya i tehnologiya azotirovaniya [Theory and technology of nitriding] / Yu. M. Lahtin, Ya. D. Kogan, G.I. Shpis, Z. Bemer // – М.: Metallurgiya, 1991. – 320 s. [in Russiаn] https://lib-bkm.ru/13980

Zinchenko V. M. Azotnyiy potentsial: sovremennoe sostoyanie problemyi i kontseptsiya razvitiya [Nitrogen potential: current state problems and development concept] / V. Ya. Syiropyatov, B. A. Prusakov, Yu. A. Perekatov // – M.: FGUP «Izdatelstvo «Mashinostroenie», 2003. – 90 s. [in Russiаn] https://www.nakal.ru/upload/iblock/d82/d8263aa73e3dec953ddb28d02dbad03e.pdf

Andreev A. A. Vacuumno-dugovye pokrytiya [Vacuum arc coatings] / A. A. Andreev, L. P. Sablev, S. N. Grigoriev // Kharkov: NNC HFTI, 2010, – 317 s. [in Russiаn] https://www.twirpx.com/file/1188327/

Arzamasov B. N. Ionnaya khimiko-termicheskaya obrabotka splavov [Ionic chemical heat treatment of alloys] / B. N. Arzamasov, A. G. Bratukhin, Yu. S. Eliseev, T. A. Panayoti // – M .: MGTU im. Bauman, 1995. – 400 s. [in Russiаn]

Torchane L. Control of iron nitride layers growth kinetics in the binary Fe-N system / L. Torchane, P. Bilger, J. Dulcy, M. Gantois // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1996. - Vol. 27, Iss.7. – P.1823–1835. https://doi.org/10.1007/BF02651932

Pinedo C. E. On the kinetics of plasma nitriding a martensitic stainless steel type AISI 420 / C. E. Pinedo, W. A. Monteiro // Surface and Coatings Technology. – 2004. – Vol. 179. – P.119–123. DOI: 10.1016/S0257-8972(03)00853-3

Manova D. Microstructure of nitrogen implanted stainless steel after wear experiment / D. Manova, D. Hirsch, E. Richter, S. Mändl, H. Neumann, B. Rauschenbach // Surface and Coatings Technology. – 2007. – Vol. 201. – Iss. 19–20. – P. 8329–8333. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2006.10.060

Wei C. C. Analyses of Material Properties of Nitrided AISI M2 Steel Treated by Plasma Immersion Ion Implantation (PIII) Process / C. C. Wei // Advanced Science Letters. – 2012. – Vol. 12. – Iss. 1. – P. 148–154. DOI: 10.1166/193666112800850833

Williamson D.L. Metastable phase formation and enhanced diffusion in f.c.c. alloys under high dose, high flux nitrogen implantation at high at low ion energies / D. L. Williamson, O. Ozturk, R. Wei, P.J. Wilbur // Surface and Coatings Technology. – 1994. – Vol. 65. – P. 15–23. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(94)80003-0

Yang S. Development of advanced duplex surface systems by combining CrAlN multilayer coatings with plasma nitrided steel substrates / S. Yang, K. Cooke, H. Sun, X. Li, K. Lin, H. Dong. // Surface & Coatings Technology. – 2013. –V. 236. – P. 2–7. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2013.07.017

Sobol O. V. Structural engineering vacuum-plasma coatings interstitial phases / O. V. Sobol // Journal of Nano- and Electronic Physics. – 2016. –Vol. 8, Issue 2. – P. 02024 1.2. DOI: 10.21272/jnep.8(2).02024

Campos M. Improving the empirical model for plasma nitride AISI 316L corrosion resistance based on Mössbauer spectroscopy / M. Campos, S. D. de Souza, de S. Souza, M. Olson-Dionysio // Huperfine Interact. – 2011. – Vol. 203. – P.105–112. DOI: 10.1007/s10751-011-0351-3

Ozturk O. Phase and composition depth distribution analyses of low energy, high flux N implanted stainless steel / O. Ozturk, D. L. Williamson // Journal of Applied Physics. – 1995. – Vol. 77. – P. 38–39. https://doi.org/10.1063/1.358561

Fernandes B. B. Mechanical properties of nitrogen-rich surface layers on SS 304 treated by plasma immersion ion implantation / B. B. Fernandes, S. Mändl, S. M. Oliveira, M. Ueda // Applied Surface Science. – 2014. –Vol. 310. – P. 278–283 doi: 10.1016/j.apsusc.2014.04.142.

Köster K. Material condition tailored to plasma nitriding process for ensuring corrosion and wear resistance of austenitic stainless steel / K. Köster, P. Kaestner, G. Bräuer, H. Hoche, T. Troßmann, M. Oechsner // Surface and Coatings Technology. – 2013. – Vol. 228 (1). – P. S615–S618. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2011.10.059

Maistro G. Thermal decomposition of N-expanded austenitein 304Land 904Lsteels / G. Maistro, S. Pérez-García, M. Norell, L. Nyborg, Y. Cao // Surface Engineering. – 2017. – Vol. 33 (4). – P. 319–326. DOI: 10.1080/02670844.2016.1262989

Grigorev S. N. Modifikatsiya strukturyi i svoystv byistrorezhuschih staley putem kombinirovannoy vakuumno-plazmennoy obrabotki [Modification of the structure and properties of high-speed steels by a combined vacuum-plasma processing] / S. N. Grigorev, A. S. Metel, S. V. Fedorov // Metallovedenie i termicheskaya obrabotka. – 2012. – T. 679 (1). – S. 9–14. [in Russiаn] http://mitom.folium.ru/contents/2012/2012-01.php

Bogachev I. I. Razrabotka tehnologii glubokogo ionno-plazmennogo azotirovaniya [Development of deep ion-plasma nitriding technology]/ I. I. Bogachev, V. N. Klimov // Nauchnaya diskussiya: voprosyi tehnicheskih nauk. – 2016. – T. 33 (№ 3). – S. 53–56. [in Russiаn] http://internauka.org/archive2/tex/3(33).pdf


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1 Лахтин Ю. М. Теория и технология азотирования / Ю. М. Лахтин, Я. Д. Коган, Г. И. Шпис, З. Бемер // – М.: Металлургия, 1991. – 320 с. https://lib-bkm.ru/13980

2. Зинченко В. М. Азотный потенциал: современное состояние проблемы и концепция развития / В. Я. Сыропятов, Б. А. Прусаков, Ю. А. Перекатов // – М.: ФГУП «Издательство «Машиностроение», 2003. – 90 с. https://www.nakal.ru/ upload/iblock/d82/d8263aa73e3dec953ddb28d02dbad03e.pdf

3. Андреев А. А. Вакуумно-дуговые покрытия / А. А. Андреев, Л. П. Саблев, С. Н. Григорьев // – Харьков: ННЦ ХФТИ, 2010. – 317 с. https://www.twirpx.com/ file/1188327/

4. Арзамасов Б. Н. Ионная химико-термическая обработка сплавов / Б. Н. Арзамасов, А. Г. Братухин, Ю. С. Елисеев, Т. А. Панайоти // – М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 1995. – 400 с.

5. Torchane L. Control of iron nitride layers growth kinetics in the binary Fe-N system / L. Torchane, P. Bilger, J. Dulcy, M. Gantois // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1996. - Vol. 27, Iss.7. – P.1823–1835. https://doi.org/10.1007/BF02651932

6. Pinedo C. E. On the kinetics of plasma nitriding a martensitic stainless steel type AISI 420 / C. E. Pinedo, W. A. Monteiro // Surface and Coatings Technology. – 2004. – Vol. 179. – P.119–123. DOI: 10.1016/S0257-8972(03)00853-3

7. Manova D. Microstructure of nitrogen implanted stainless steel after wear experiment / D. Manova, D. Hirsch, E. Richter, S. Mändl, H. Neumann, B. Rauschenbach // Surface and Coatings Technology. – 2007. – Vol. 201. – Iss. 19–20. – P. 8329–8333. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2006.10.060

8. Wei C. C. Analyses of Material Properties of Nitrided AISI M2 Steel Treated by Plasma Immersion Ion Implantation (PIII) Process / C. C. Wei // Advanced Science Letters. – 2012. – Vol. 12. – Iss. 1. – P. 148–154. DOI: 10.1166/193666112800850833

9. Williamson D. L. Metastable phase formation and enhanced diffusion in f.c.c. alloys under high dose, high flux nitrogen implantation at high at low ion energies / D. L. Williamson, O. Ozturk, R. Wei, P. J. Wilbur // Surface and Coatings Technology. – 1994. – Vol. 65. – P. 15–23. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(94)80003-0

10. Yang S. Development of advanced duplex surface systems by combining CrAlN multilayer coatings with plasma nitrided steel substrates / S. Yang, K. Cooke, H. Sun, X. Li, K. Lin, H. Dong. // Surface & Coatings Technology. – 2013. – V. 236. – P. 2–7. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2013.07.017

11. Sobol O. V. Structural engineering vacuum-plasma coatings interstitial phases / O. V. Sobol // Journal of Nano- and Electronic Physics. – 2016. – Vol. 8. – Iss. 2. – P. 02024 1.2. DOI: 10.21272/jnep.8(2).02024

12. Campos M. Improving the empirical model for plasma nitride AISI 316L corrosion resistance based on Mössbauer spectroscopy / M. Campos, S. D. de Souza, de S. Souza, M. Olson-Dionysio // Huperfine Interact. – 2011. – Vol. 203. – P.105–112. DOI: 10.1007/s10751-011-0351-3

13. Ozturk O. Phase and composition depth distribution analyses of low energy, high flux N implanted stainless steel / O. Ozturk, D. L. Williamson // Journal of Applied Physics. – 1995. – Vol. 77. – P. 38–39. https://doi.org/10.1063/1.358561

14. Fernandes B. B. Mechanical properties of nitrogen-rich surface layers on SS 304 treated by plasma immersion ion implantation / B. B. Fernandes, S. Mändl, S. M. Oliveira, M. Ueda // Applied Surface Science. – 2014. –Vol. 310. – P. 278-283 doi: 10.1016/j.apsusc.2014.04.142.

15. Köster K. Material condition tailored to plasma nitriding process for ensuring corrosion and wear resistance of austenitic stainless steel / K. Köster, P. Kaestner, G. Bräuer, H. Hoche, T. Troßmann, M. Oechsner // Surface and Coatings Technology. – 2013. – Vol. 228 (1). – P. S615–S618. DOI:10.1016/j.surfcoat.2011.10.059

16 Maistro G. Thermal decomposition of N-expanded austenitein 304Land 904Lsteels / G. Maistro, S. Pérez-García, M. Norell, L. Nyborg, Y. Cao // Surface Engineering. – 2017. – Vol. 33 (4). – P. 319–326. DOI: 10.1080/02670844.2016.1262989

17. Григорьев С. Н. Модификация структуры и свойств быстрорежущих сталей путем комбинированной вакуумно-плазменной обработки / С. Н. Григорьев, А. С. Метель, С. В. Федоров // Металловедение и термическая обработка. – 2012. – Т. 679 (1). – C. 9–14. http://mitom.folium.ru/ contents/2012/2012-01.php

18. Богачев И. И. Разработка технологии глубокого ионно-плазменного азотирования / И. И. Богачев, В. Н. Климов // Научная дискуссия: вопросы технических наук. – 2016. – Т. 33 (№3). – C. 53-56. http://internauka.org/archive2/tex/3(33).pdf





All rights reserved 2018 © KhNAHU