Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние пакетного силицирования на механические свойства инструмента из стали AISI D2: эксперимент и оптимизация

Моджтаба Наджафизаде, Мехран Гасемпур-Музираджи

Аннотация


Исследован процесс формирования поверхностного слоя на стали AISI D2 при пакетном силицировании при температурах 650, 800, 950 °С длительностью 2, 3, 4 ч с использованием порошковой смеси, % (масс.): 0,5; 0,75; 1,0 NH4Cl + 12 Si, остальное Al2O3. Проведены рентгеноструктурный и электронно-микроскопический анализы, определена микротвердость силицированного слоя. Установлено увеличение толщины и микротвердости покрытия при повышении температуры и увеличении длительности обработки, а также содержания галогенидного активатора. С использованием методологии поверхности отклика, основанной на методе Бокса-Бенкена, оптимизированы параметры процесса силицирования стали AISI D2.

Ключевые слова


инструментальные стали; пакетное силицирование; многоцелевая оптимизация; метод Бокса-Бенкена; механические свойства

Полный текст:

PDF

Литература


Wills W. H. Practical observations on high-carbon high-chromium tool steels // Trans. ASM. 1935. V. 23. P. 469 - 476.

Gobbi S. J., Gobbi V. J., Reinke G. et al. Ultra-low-temperature process effects on microscale abrasion of tool steel AISI D2 // Mater. Sci. Technol. 2019. V. 35, Is. 11. P. 1355 - 1364.

Khan A. M., Jamil M., Ul Haq A. et al. Sustainable machining. Modeling and optimization of temperature and surface roughness in the milling of AISI D2 steel // Ind. Lubr. Tribol. 2019. V. 71, Is. 2. P. 267 - 277.

Bombač D., Terčelj M., Kugler G., Peruš I. Amelioration of surface cracking during hot rolling of AISI D2 tool steel // Mater. Sci. Technol. 2018. V. 34, Is. 14. P. 1723 - 1736.

Sun Y., Dong J., Zhao P., Dou B. Formation and phase transformation of aluminide coating prepared by low-temperature aluminizing process // Surf. Coating. Technol. 2017. V. 330. P. 234 - 240.

Kim H.-L., Park I.-S., Lee S.-J. et al. Effect of surface pretreatment and pack cementation on bioactivity of titanium dental implant // Surf. Coating. Technol. 2014. V. 259, Part B. P. 178 - 184.

Juzoń P., Ziemnicka M., Chevalier S. et al. Improving Fe3Al alloy resistance against high temperature oxidation by pack cementation process // Appl. Surf. Sci. 2007. V. 253, Is. 11. P. 4928 - 4934.

Xiang J., Xie F., Wu X., Yu Y. Microstructure and tribological properties of Si-Y/Al two-step deposition coating prepared on Ti2AlNb based alloy by halide activated pack cementation technique // Tribol.Int. 2019. V. 136. P. 45 - 57.

Tsipas S. A., Gordo E. Molybdeno-aluminizing of powder metallurgy and wrought Ti and Ti - 6Al - 4V alloys by pack cementation process // Mater. Char. 2016. V. 118. P. 494 - 504.

Bozza F., Bolelli G., Giolli C. et al. Diffusion mechanisms and microstructure development in pack aluminizing of Ni-based alloys // Surf. Coating. Technol. 2014. V. 239. P. 147 - 159.

Xiang Z. D., Datta P. K. Pack aluminisation of low alloy steels at temperatures below 700 °C // Surf. Coating. Technol. 2004. V. 184, Is. 1. P. 108 - 115.

Hosseinzadeh M., Mouziraji M. G. An analysis of tube drawing process used to produce squared sections from round tubes through FE simulation and response surface methodology // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2016. V. 87, Is. 5 - 8. P. 2179 - 2194.

Salehi M., Hosseinzadeh M., Elyasi M. A study on optimal design of process parameters in tube drawing process of rectangular parts by combining Box-Behnken design of experiment, response surface methodology and artificial bee colony algorithm // Trans. Indian Inst. Met. 2016. V. 69, Is. 6. P. 1223 - 1235.

Jafari M., Hosseinzadeh M., Elyasi M. Optimization of tube drawing process through FE analysis, intelligent computation, and experimental verification // Proc. Inst. Mech. Eng., Part E: J. Process Mech. Eng. 2018. V. 232, Is. 1. P. 94 - 107.

Ghorbani H., Kim J. H., Hosseinzadeh M. et al. Manufacturing of bent tubes with non-uniform curvature and cross-section using a novel hydroforming die: experimental, finite element analysis, and optimization // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2020. V. 107, Is. 3 - 4. P. 1683 - 1695.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.1.44-49


© Издательский дом «Фолиум», 1998–2023