Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Влияние QPQ обработки на свойства поверхности стали 30CrMnMoTiA

Quan Liu, Fengge Li, Zijun Wang, Yanxu Jin, Wu Zhang, Cean Guo

Аннотация


На стали 30CrMnMoTiA по технологии QPQ (закалка – полировка – закалка) получена пленка толщиной ~5 мкм. Твердость, модуль упругости, износостойкость и коррозионную стойкость стали 30CrMnMoTiA без покрытия и с покрытием (пленка QPQ) определяли с использованием наноиндентора, машины для трения и электрохимического анализатора соответственно. Состав и структуру поверхности стали без покрытия и с пленкой QPQ анализировали методами SEM, EDX и рентгеновской дифракции. Пленка QPQ состоит из окисленного внешнего слоя и азотированного внутреннего слоя, и их твердость на 29,6 % и 27,1 % выше, чем у стали 30CrMnMoTiA соответственно. Процесс износа пленки происходит в две стадии с разным коэффициентом трения: 0,80 — на первой и 0,58 — на второй. Масса износа пленки на 33 % меньше, чем стали за весь процесс трения. Механизм износа стали — абразивный и пластическое течение, а износ пленки QPQ заключается в расслоении. По сравнению со сталью 30CrMnMoTiA плотность тока коррозии пленки QPQ на два порядка ниже, потенциал коррозии смещается на 0,5 В в положительную сторону, а электрохимическое сопротивление увеличивается на три порядка.


Ключевые слова


сталь 30CrMnMoTiA; пленка QPQ (закалка – полировка – закалка); структура; твердость; трение и износ; коррозия

Полный текст:

PDF

Литература


J. Wang, M. Chen, L. Yang, et al., “Comparative study of oxidation and interdiffusion behavior of AIP NiCrAlY and sputtered nanocrystalline coatings on a nickel-based single-crystal superalloy,’’ J. Corrosion Science., 98, 530-540 (2015). DOI: 10.1016/j.corsci.2015.05.062

W. Tong, N. Tao, B. Wang, et al., “Nitriding Iron at Lower Temperatures,” J. Science., 299 (5607), 686-688(2003). DOI: 10.1126/science.1080216

K. Funatani, “Low-Temperature Salt Bath Nitriding of Steels,” J. Metal Science and Heat Treatment, 46 (7/8), 277-281 (2004). DOI: 10.1023/B: MSAT.0000048834.48163.2e

C. M. Karamboiki, A. Mourlas, P. Psyllaki, et al., “Influence of microstructure on the sliding wear behavior of nitrocarburized tool steels,” J. Wear., 303 (1-2), 560-568 (2013). DOI: 10.1016/j.wear.2013.04.002

L. Guijiang, J. Wang, P. Qian, et al., “Influence of salt bath nitrocarburizing and post-oxidation process on surface microstructure evolution of 17-4PH stainless steel,” J. Journal of Materials Processing Technology., 207 (1-3), 187-192 (2008). DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2007.12.082

H. Ye, Q. Liu and A. Shan, “QPQ treatment of piston rod for high frequency and heavy side load hydraulic cylinders,” J. Heat Treatment of Metals., 43 (02), 200-205 (2018). DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2018.02.039

D. Luo and H. Li, “Current situation and prospect of QPQ technology,” J. Heat Treatment of Metals., 29 (01), 39-44 (2004). DOI: 10.3969/j.issn.0254-6051.2004.01.008

W. Cai, F. Meng, X. Gao, et al., “Effect of QPQ nitriding time on wear and corrosion behavior of 45 carbon steel” J. Applied Surface Science., 261: 411-414 (2012). DOI：10.1016/j.apsusc.2012.08.024

Y. Hong, L. Lei, H. Ji, et al., “Process and wear resistance of QPQ treatment on steel H13,” J. Surface Technology., 46 (04), 84-88 (2017). DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.04.015

J. Guo, L. Liu, G. Meng, et al., “Optimization of QPQ process parameters of 65Mn Steel for improving its wear resistance,” J. Heat Treatment of Metals., 39 (02), 116-120 (2014). DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2014.02.030

L. Chen, P. Yeh, P. Lee, et al. “Parasympathetic Nervous Activity Mirrors Recovery Status in Weightlifting Performance After Training,” J. The Journal of Strength and Conditioning Research., 25 (6), 1546-1552 (2011). DOI: 10.1519/JSC.0b013e3181da7858

W. Xu, D. Luo, H. Deng, et al. “Corrosion resistance of 45 steel after deep layer QPQ treatment,” J. Heat Treatment of Metals., 37 (04), 91-94 (2012). DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2012.04.024

S. Wu, M. Xie, H. Wang, et al. “Corrosion resistance of steel parts after QPQ treatment,” J. Heat Treatment of Metals., 36 (07), 64-67 (2011). DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2011.07.020

W. Cai, F. Meng, X. Gao, et al. “Effect of QPQ nitriding time on wear and corrosion behavior of 45 carbon steel,” J. Applied Surface Science., 261, 411-414 (2012). DOI: 10.1016/j.apsusc.2012.08.024

S. Ahangarani, A. Sabour and F. Mahboubi, “Surface modification of 30CrNiMo8 low-alloy steel by active screen setup and conventional plasma nitriding methods,” J. Applied Surface Science., 254 (5), 1427-1435 (2007). DOI: 10.1016/j.apsusc.2007.07.003

Zhang L, Ren C, Yu Q, et al. “Microstructure and properties of 1Cr12Ni2WMoVNb (GX-8) steel bored barrels with and without QPQ treatment,” J. Surface and Coatings Technology., 315, 95-104 (2017). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.02.027

C. Guo, Z. Zhao, M. Hu, et al. “Influence of Y on microstructure and performance of friction and wear of arcion plated TiAlN film,” J. Surface Technology., 47 (10), 139-144 (2018). DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.10.018

D. Galvan, Y. Pei and D. Hosson, “Deformation and failure mechanism of nano-composite coatings under nano-indentation,” J. Surface and Coatings Technology., 200 (24), 6718-6726 (2006). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2005.10.010

A. Leyland and A. Matthews, “On the significance of the H/E ratio in wear control: a nanocomposite coating approach to optimised tribological behavior,” J. Wear., 246 (1-2), 1-11 (2000). DOI: 10.1016/s0043-1648(00)00488-9

D. Beake, “The influence of the H/E ratio on wear resistance of coating systems–Insights from small-scale testing,” J. Surface and Coatings Technology., 442, 128272-128272 (2022). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2022.128272

K. Huang, L. Chen, X. Lin, et al. “Wear and Corrosion Resistance of Al0.5CoCrCuFeNi High-Entropy Alloy Coating Deposited on AZ91D Magnesium Alloy by Laser Cladding,” J. Entropy., 20(12), 915-915 (2018). DOI: 10.3390/e20120915




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2026.1.16-16

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026