Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Технологические возможности различных методов азотирования теплостойких сталей мартенситного класса

А. Е. Смирнов, Л. П. Фомина, М. Ю. Семенов, А. С. Мохова

Аннотация


Исследованы комплексно-легированные теплостойкие стали ВКС-7 и ВКС-10 мартенситного класса после азотирования. Проведен сравнительный анализ кривых изменения микротвердости диффузионных слоев, скоростей их формирования, а также микроструктуры по толщине образцов после азотирования различными методами вакуумным, газовым и ионным (в тлеющем разряде). Установлено формирование диффузионных слоев в теплостойких сталях при вакуумном азотировании без охрупчивающей нитридной сетки и ее наличие после ионного и газового азотирования. Показана существенно бульшая равномерность насыщения по контуру обрабатываемых деталей с узкими каналами и глухими отверстиями при вакуумном азотировании с циклическим изменением давления по сравнению с другими методами азотирования. Установлено, что максимальная скорость насыщения обеспечивается при ионных процессах, а наиболее плавное распределение микротвердости наблюдаются после вакуумного азотирования.

Ключевые слова


vacuum nitriding; gas nitriding; glow discharge nitriding; distribution of microhardness; uniformity of saturation; heat-resistant steels of martensitic class

Полный текст:

PDF

Литература


Елисеев Ю. С., Крымов В. В., Нежурин И. П. и др. Производство зубчатых колес газотурбинных двигателей. Монография. М.: Высш. шк., 2001. 492 с.

Karamiş M. B. Experimental study of the abrasive wear behaviour of plasma-nitrided gearing steel // Wear. 1993. V. 161, No. 1 - 2. P. 199 - 206.

Podgornik B., Vižintin J. Sliding and pitting wear resistance of plasma and pulse plasma nitrided steel // Surface engineering. 2001. V. 17, No. 4. P. 300 - 304.

Герасимов С. А., Куксенова Л. И., Лаптева В. Г. и др. Повышение характеристик механических свойств теплостойких сталей методом активизации процесса азотирования // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2014. № 2. С. 90 - 96.@@Gerasimov S. A., Kuksenova L. I., Lapteva V. G. et. al. Improvement of mechanical properties of heat-resistant steels by activation of the nitriding process // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2014. V. 43, No. 2. P. 165 - 170.

Wang Y. X., Yan M. F., Chen Z. B. et. al. Crystallographic texture evolution of γ'-Fe4N and its influences on tribological property of nitrided steel // Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2018. V. 31, No. 4. P. 371 - 379.

Roelandt A., Elwart J., Rembges W. Plasma nitriding of gear wheels in mass production // Surface Engineering. 1985. V. 1, No. 3. P. 187 - 192.

Černэ I., Mikulovб D., Fьrbacher I. Fatigue strength and failure mechanisms of nitrided small parts of a 30CrMoV9 steel // Materials and Manufacturing Processes. 2011. V. 26, No. 1. P. 1 - 6.

Лахтин Ю. М., Коган Я. Д., Сошкин С. М. Азотирование сталей в вакууме // МиТОМ. 1980. № 9. С. 13 - 15.@@Lakhtin Y. M., Kogan Y. D., Soshkin S. M. Nitriding of steels in vacuum // Metal Science and Heat Treatment. 1980. V. 22, No. 9. P. 635 - 638.

Сошкин С. М., Лахтин Ю. М., Коган Я. Д. Строение диффузионного слоя при вакуумном азотировании // МиТОМ. 1984. № 7. С. 32 - 34.@@Soshkin S. M., Lakhtin Y. M., Kogan Y. D. Structure of the diffusion layer with vacuum nitriding // Metal Science and Heat Treatment. 1984. V. 26, No. 7. P. 521 - 523.

Gawroński Z., Sawicki J. Technological surface layer selection for small module pitches of gear wheels working under cyclic contact loads // Materials Science Forum. Trans Tech Publications Ltd, 2006. V. 513. P. 69 - 74.

Jordan D. Vacuum gas-nitriding furnace produces precision nitrided parts // Heat Treating Progress, ASM International, Materials Park, OH. 2009. P. 45 - 48.

Kula P., Wolowiec E., Pietrasik R. et al. Non-steady state approach to the vacuum nitriding for tools // Vacuum. 2013. V. 88. P. 1 - 7.

Шевченко С. Ю., Смирнов А. Е., Вай Ян Мин Хтет и др. Перспективы закалки сталей и сплавов в газовой среде высокого давления // МиТОМ. 2020. № 2. С. 37 - 42.@@Shevchenko S. Yu., Smirnov A. E., Wai Yan Min Htet et al. Prospects of hardening of steels and alloys in a high-pressure gas environment // Metal Science and Heat Treatment. 2020. V. 62. P. 139 - 144.

Семенов М. Ю., Смирнов А. В., Щербаков С. П., Мохова А. С. Контактная выносливость азотированных слоев комплексно-легированных теплостойких сталей // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2020. № 3. С. 48 - 52.

Герасимов С. А., Куксенова Л. И., Лаптева В. Г. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 518 с.

Лахтин Ю. М., Коган Я. Д., Шпис Г.-И., Бёмер З. Теория и технология азотирования. М: Металлургия, 1991. 320 с.

Семенов М. Ю., Гаврилин И. Н., Рыжова М. Ю. Анализ способов упрочнения зубчатых колес из теплостойких сталей на основе расчетного метода // МиТОМ. 2014. № 1(703). С. 42 - 46.@@Semenov M. Yu., Gavrilin I. N., Ryzhova M. Yu. Computation-based analysis of the methods of hardening of gears from heat-resistant steels // Metal Science and Heat Treatment. 2014. V. 56, No. 1 - 2. P. 45 - 49.

Герасимов С. А., Куксенова Л. И., Семенов М. Ю. и др. Структура и контактная выносливость упрочненных слоев теплостойкой стали ВКС-7 после ионно-плазменного азотирования // Металлург. 2016. № 4. С. 77 - 81.@@Gerasimov S. A., Kuksenova L. I., Semenov M. Yu. et. al. Structure and contact fatigue strength of heat-resistant steel VKS-7 hardened layers after ion-plasma nitriding // Metallurgist. 2016. V. 60, No. 4. P. 428 - 433.

Булгач А. А., Солодкин Г. А., Глиберман Л. А. Моделирование на ЭВМ кинетики роста нитридов в азотированном слое // МиТОМ. 1984. № 1. C. 30 - 35.@@Bulgach A. A., Solodkin G. A., Gliberman L. A. Computer simulation of the kinetics of the growth of nitrides in nitrided layers // Metal Science and Heat Treatment. 1984. V. 26, No. 1. P. 41 - 48.

Grafen W., Edenhofer B. Acetylene low-pressure carburizing a novel and superior carburizing technology // Heat treatment of metals. 1999. V. 26, No. 4. P. 79 - 85.

Kula P., Olejnik J., Kowalewski J. New vacuum carburizing technology // Heat treatment progress. 2001. V. 1, No. 1. P. 57 - 60.

Ховатсон А. М. Введение в теорию газового разряда. М.: Атомиздат, 1980. 182 с.





© Издательский дом «Фолиум», 1993–2021