Плазменная поверхностная цементация с использованием графитового покрытия

А.Е. Балановский1, В.Г. Ву1
1Иркутский национальный исследовательский технический университет ул. Лермонтова 83, 664074, г. Иркутск, Россия
Аннотация
Рассмотрена новая технология выполнения плазменной поверхностной цементации с использованием графитосодержащих паст, приготовленных из жидкого стекла и графита. Применение данного типа покрытия вместе в сочетании с новым составом плазмообразующего газа (смесь аргона и углекислого газа) позволяет проводить насыщение поверхности металла углеродом без оплавления. Установлено, что за время воздействия плазмы 0,1-1с поверхностный слой насыщается углеродом до уровня концентрации белого чугуна. Изучены микроструктуры и характеристики поверхности металла после плазменной цементации. Определены основные параметры цементированного слоя: глубина цементированного слоя составляет 35-250мкм, микротвердость до 12000МПа. В зависимости от состава покрытия и скорости охлаждения γ→α - превращение может завершиться формированием широкого спектра структурных составляющих. Морфологический состав, получаемый в процессе плазменной поверхностной цементации очень разнообразный и специфический, что обусловлено распределением углерода по объёму материала в зоне плазменной обработки, скоростными параметрами нагрева и охлаждения и составом графитового покрытия. Каждая фаза и структура, присутствующая в упрочненном слое (остаточный аустенит, цементит, мартенсит, ледебурит) имеет свои разновидности. Цементированный слой состоит из двух зон, где первая зона со значительным пересыщением по углероду (структура белого чугуна) формирующаяся за счет фронтальной диффузии углерода (структура слоя: ледебурит, остаточный аустенит, мартенсит). И вторая зона формируется за счет интенсивной или реакционной диффузии, в данной зоне концентрация углерода постепенно приближается к исходной. Зонное строение цементованного поверхностного слоя стали однозначно свидетельствует о градиенте концентрации углерода в стали.
Получена: 03 апреля 2017   Исправлена: 02 мая 2017   Принята: 11 мая 2017
Просмотры: 41   Загрузки: 18
Ссылки
1.
A. E. Balanovskii. Strengthening Technologies and Coatings. 1 (133), 25 – 34 (2016) (in Russian) [Балановский А. Е.. Упрочняющие технологии и покрытия. 1 (133), 25 – 34 (2016)]
2.
A. E. Balanovskii. Plasma surface hardening of metals. Irkutsk, Publishing House of IrSTU (2006) p 180. (in Russian). [А. Е. Балановский. Плазменное поверхностное упрочнение металлов, Иркутск: Изд-во ИрГТУ. 2006. 180 с.]
3.
A. A. Skripkin, V. A. Netsvetaev, V. E Shcherbakov, N. Yu. Minenko. Welding International. 11, 15 – 17 (1992) (in Russian) [Скрипкин А. А., Нецветаев В. А., Щербаков В. Е., Миненко Н. Ю. Сварочное производство. 11, 15 – 17 (1992)]
4.
Vu Van Huy., A. E. Balanovskii. Innovations in Science. 51 – 1, 95 – 102 (2015) (in Russian) [Ву Ван Гюи., Балановский А. Е. Инновации в науке. 11, 15 – 17 (2015)]
5.
A. N. Minkevich.Chemical-thermal treatment of metals and alloys, Moscow, Mechanical engineering (1965) 492p. (in Russian) [А. Н. Минкевич Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М., Машиностроение, 1965. 492 с.]
6.
A. E. Balanovskii,Vu Van Huy. Strengthening Technologies and Coatings. 146 (2), 82 – 91 (2017) (in Russian) [Балановский А. Е., Ву Ван Гюи. Упрочняющие технологии и покрытия. 146 (2), 82-91(2017)]
7.
Y. Sun. Journal of Materials Processing Technology. 168, 189 – 194 (2005)
8.
CJ Scheuer, RP Cardoso, FI Zanetti, T Amaral, SF Brunatto. Surface and Coatings Technology 206 (24), 5085 – 5090 (2006).
9.
N. R. Gal, E. V Rutkov, A. Ya Tontegode. Technical Physics. 72 (4),113 – 119 (2002) (in Russian) [Галь Н. Р., Рутьков Е. В., Тонтегоде А. Я. Диффузия углерода между объёмом и поверхностью (100) молибдена // ЖТФ.72 (4),113 – 119 (2002)]
10.
Vu Van Huy, A. E. Balanovskii,. Vestnik IrGTU. 21 (3), 10 – 22 (2017) (in Russian) [Ву Ван Гюи, Балановский А. Е.,. Вестник ИрГТУ. 21 (3), 10 – 22 (2017)]
11.
Vu Van Huy, A. E. Balanovskii,. Vestnik IrGTU. 21 (4), 10 – 21 (2017) (in Russian) [Ву Ван Гюи, Балановский А. Е.,. Вестник ИрГТУ. 21 (4), 10 – 21 (2017)]