Повышение твердости и коррозионной стойкости поверхности среднеуглеродистой стали катодным электролитно-плазменным азотированием

Кусманов С.А., Тамбовский И.В., Кораблева С.С., Силкин С.А., Смирнов А.А., Кусманова И.А., Горохов И.С.

Abstract

УДК 544.558+66.088

Изучены структурно-фазовый состав и некоторые свойства модифицированной поверхности среднеуглеродистой стали 45 после катодного электролитно-плазменного азотирования в растворе хлорида аммония и аммиака. Показано, что катодное азотирование стальной поверхности сопровождается высокотемпературным окислением с образованием оксидов FeO, Fe₂O₃ и Fe₃O₄, а также диффузией азота и закалки с образованием фаз FeN, Fe₃N и Fe₄N, мартенсита и остаточного аустенита. Выявлено конкурирующее влияние эрозии поверхности действиями разрядов и высокотемпературного окисления на морфологию и шероховатость поверхности. Установлено, что максимальная микротвердость модифицированного слоя достигает 1040 HV, а плотность тока коррозии азотированной поверхности снижается в 1,5‒2,4 раза.

Ключевые слова: катодная электролитно-плазменная обработка, азотирование, микроструктура, шероховатость, микротвердость, плотность тока коррозии.

The structural-phase composition and some properties of medium-carbon steel modified surface after cathodic plasma electrolytic nitriding in a solution of ammonium chloride and ammonia have been studied. It is shown that cathodic nitriding of a steel surface is accompanied by high-temperature oxidation with the formation of oxides FeO, Fe₂O₃, and Fe₃O₄, as well as nitrogen diffusion and quenching with the formation of FeN, Fe₃N, and Fe₄N phases, martensite and the retained austenite. The competing effect of surface erosion by the actions of discharges and high-temperature oxidation on the morphology and roughness of the surface was revealed. It was established that the maximum microhardness of the modified layer reaches 1040 HV, and the corrosion current density of the nitrided surface decreases by a factor of 1.5–2.4.

Keywords: cathodic plasma electrolytic treatment, nitriding, microstructure, surface roughness, microhardness, corrosion resistance.

Download full-text PDF. 328 downloads

Menu

Vol. 57 (2021), Issue 5, p. 27-33

Повышение твердости и коррозионной стойкости поверхности среднеуглеродистой стали катодным электролитно-плазменным азотированием

Abstract