ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВАЯ ОБРАБОТКА ДИФФУЗИОННЫХ БОРОАЛИТИРОВАННЫЙ СЛОЕВ НА ПОВЕРХНОСТИСТАЛИ 5ХНМ
DOI:
https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-1(47)-92-102Ключевые слова:
химико-термическая обработка, бороалитирование, импульсная электронно-пучковая обработка, сталь, микротвердость, наноструктурирование, регулировка мощности электронного пучкаАннотация
Рассмотрено упрочнение поверхности образцов из штамповой стали 5ХНМ комбинированным методом, заключающимся в последовательном проведении химико-термической обработки с последующей модификацией полученного диффузионного слоя с помощью импульсной электронно-пучковой обработки с использованием источника электронов с плазменным катодом на основе дугового разряда низкого давления. Электронно-пучковую обработку проводили в экспериментальной установке «СОЛО», входящей в перечень уникальных электрофизических установок России. Представлены результаты локальной структурно-фазовой трансформации диффузионных бороалитированныхслоев за счет скоростного нагрева электронным пучком миллисекундной длительности. Проведен сравнительный анализ строения диффузионного слоя после химико-термической обработки и последующей модификации слоя импульсным электронным пучком. Изучена микротвердость, проведена оценка фазового состояния диффузионного слоя до и после электронно-пучкового воздействия. Электронно-пучковая обработка диффузионного слоя приводит к повышению микротвердости, максимальное значений которой достигает 1400 HV, и к снижению шероховатости поверхности по параметру Ra(до семи раз). После электронно-пучковой обработки диффузионного слоя формируются фаза Fe2B, интерметалидные фазы FeAl, Fe2AlCr, CrSi2, обладающие высокой жаростойкостью, износостойкостью и коррозийной стойкостью.
Библиографические ссылки
Bao Z.-J., Yang H.-Y., Dong B.-X., Chang F., Li C.-D., Jiang Y., Chen L.-Y., Shu S.-L., Jiang Q.-C., Qiu F. Development trend in composition optimization, microstructure ma-nipulation, and strengthening methods of die steels under lightweight and integrated die casting. Materials. 2023;16(18):6235.https://doi.org/10.3390/ma16186235
Weinert A., Tormey D., O’Hara C., McAfee M. Condition monitoring of additively manu-factured injection mould tooling: A review of demands, opportunities and potential strategies. Sensors. 2023;23(4):2313.https://doi.org/10.3390/s23042313
Milinović A., Stojšić J., Kladarić I., Matijević B. Evaluation of boride layers on C70W2 steel using a new approach to characterization of bo-ride layers. Materials.2022;15(11):3891.https://doi.org/10.3390/ma15113891
Полянский И.П., Вихрев Р.О., Сизов И.Г. Структура и свойства боридных покрытий на инструментальных сталях. Ползуновскийвестник.2023;1:171–177.https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.01.021
Pashechko M., Dziedzic K., Jozwik J. Analysis of wear resistance of borided steel C45. Mate-rials.2020;13(23):5529.https://doi.org/10.3390/ma13235529
Пугачева Н.Б., Быкова Т.М. Исследование методов борирования, анализ структуры и свойств получаемых покрытий. Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. 2020,2:38–60.https://doi.org/10.17804/2410-9908.2020.2.038-060
Mednikov A., Tkhabisimov A., Kalakuckaya O., Zilova O., Kachalin G. Studies of boriding using possibility to increase the corrosion re-sistance of cast steel 20GL. Coatings. 2022;12(11):1789. https://doi.org/10.3390/coatings12111789
Bartkowska A., Bartkowski D., Przestacki D., Hajkowski J., Miklaszewski A. Microstructural and mechanical properties of B-Cr coatings formed on 145Cr6 tool steel by laser remelting of diffusion borochromized layer using diode laser. Coatings.2021;11(5):608.https://doi.org/10.3390/coatings11050608
Günen A., Ergin Ö. A comparative study on characterization and high-temperature wear be-haviors of thermochemical coatings applied to cobalt-based haynes 25 superalloys. Coatings. 2023; 13(7):1272.https://doi.org/10.3390/coatings13071272
Коновалов С.В., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Шля-рова Ю.А., Кондратова О.А., Кириллова А.В. Структурно-фазовые состояния и свойства выокоэнтропийного сплава CrMnFeCoNi по-сле электронно-пучковой обработки. Вестник Сибирского государственного индустриаль-ного университета. 2022;2 (40):47–56.
Тересов А.Д., Петрикова Е.А., Иванов Ю.Ф., Крысина О.В., Прокопенко Н.А. Электронно-пучковая обработка поверхности металличе-ских материалов, изготовленных аддитивным способом. Известиявузов. Физика.2022;65(11(780)):168–175. https://doi.org/10.17223/00213411/65/11/168
Valkov S., Dechev D., Ivanov N., Bezdushnyi R., Ormanova M., Petrov P. Influence of beam pow-er on young’s modulus and friction coefficient of Ti–Ta alloys formed by electron-beam surface al-loying. Metals. 2021;11(8):1246.https://doi.org/10.3390/met11081246
Невский С.А., Сарычев В.Д., Громов В.Е. Комбинированные гидродинамические не-устойчивости и их роль в образовании микро-и наноструктур материалов при плазменных воздействиях. Вестник Сибирского государ-ственного индустриального университета. 2023;1(43):10–16.http://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-1(43)-10-16
Konovalov S., Ivanov Y., Gromov V., Panchenko I. Fatigue-induced evolution of ALSI 310S steel microstructure after electron beam treatment. Materials.2020;13(20):4567.https://doi.org/10.3390/ma13204567
Cai J.,Yao Y., Gao C., Lyu P., Meng X., Guan Q., Li Y., Han Z.Comparison of microstructure and oxidation behavior of NiCoCrAlYSi laser cladding coating before and after high-current pulsed elec-tron beam modification. Journal of alloys and Compounds.2021;881:160651.https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2021.160651
Улаханов Н., Мишигдоржийн У., Тихонов А., Шустов А., Пятых А. Модификация поверх-ностного слоя штамповых сталей созданием B-Al-слоев химико-термической обработкой. Упрочняющиетехнологииипокрытия.2021;17(12(204)):557–564. https://doi.org/10.36652/1813-1336-2021-17-12-557-564
Koval N.N., Devyatkov V.N., Vorobyev M.S. Elec-tron sources with plasma grid emitters: progress and prospects. Russ Phys J.2021;63:1651–1660. https://doi.org/10.1007/s11182-021-02219-3
Vorobyov M., Koval T., Shin V., Moskvin P., Tran M.K.A., Koval N., Ashurova K., Dorosh-kevich S., Torba M. Controlling the Specimen surface temperature during irradiation with a submillisecond electron beam produced by a plasma-cathode electron source. IEEE Transac-tions on Plasma Science. 2021;49(9):2550–2553.https://doi.org/10.1109/TPS.2021.3089001
Vorobyov M.S., Moskvin P.V., Shin V.I., Koval T.V., Devyatkov V.N., Doroshkevich S.Y., Koval N.N., Torba M.S., Ashurova K.T. Negative cur-rent feedback in the accelerating gap in electron sources with a plasma cathode. TechnicalPhysics.2022;67(6):747–752.http://dx.doi.org/10.21883/TP.2022.06.54422.14-22
Рубанникова Ю.А., Иванов Ю.Ф., Рома-нов Д.А., Кормышев В.Е. Механические и трибологические свойства борированного слоя, наплавленного на низкоуглеродистую сталь. Фундаментальныепроблемысовремен-ногоматериаловедения. 2019;16(3):387–393
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Николай Сергеевич Улаханов, Ундрах Лхагвасуренович Мишигдоржийн, Александр Петрович Семенов, Александр Станиславович Милонов, Максим Сергеевич Воробьев, Павел Владимирович Москвин, Владислав Игоревич Шин
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
