Email this article Analysis of the mechanisms of hardening of high-carbon steels during surface treatment with a highly concentrated plasma jet
- Authors: Samotugin S.S1
-
Affiliations:
- Priazovsky State Technical University
- Issue: No 1 (2025)
- Pages: 59-66
- Section: Articles
- URL: https://journal-vniispk.ru/0869-5733/article/view/315221
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0869573325015966
- ID: 315221
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
The microstructure, phase composition and parameters of the crystalline structure of high-carbon steels (65G, U8 and U10) after plasma surface hardening were studied. It has been established that the strengthening of martensite is caused by its solid-solution strengthening, an increase in the dislocation density, the presence of a large number of subboundaries, and the release of nanodispersed carbides during self-tempering. This leads to a 3.5–4.5 times increase in hardness compared to the initial state and by 120–170HVcompared to volumetric hardening. As a result of the re-search, a methodological approach to controlling structure formation was developed for the process of plasma surface hardening (nanostructuring) of high-carbon steels.
References
- Григорьев, С.Н. Методы повышения стойкости режущего инструмента: учебник / С. Н. Григорьев. – М.: Машиностроение, 2009. 368 с. – (Grigor'yev, S.N. Metody povysheniya stoykosti rezhushchego instrumenta: uchebnik / S. N. Grigor'yev. – M.: Mashinostroyeniye, 2009. 368 s
- Самотугин С.С. Плазменное упрочнение инструментальных материалов / С.С. Самотугин, Л.К. Лещинский. – Донецк: Новый мир, 2002. 338 с. – (Samotugin S.S. Plazmennoye uprochneniye instrumental'nykh materialov / S.S. Samotugin, L.K. Leshchinskiy. – Donetsk: Novyy mir, 2002. 338 s.)
- Самотугин С.С. Свойства и работоспособность инструментальных твердых сплавов после плазменного поверхностного модифицирования / С.С. Самотугин, В.И. Лавриненко, Е.В. Кудинова, Ю.С. Самотугина // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. №5. С.25–32. – (Samotugin S.S. Svoystva i rabotosposobnost' instrumental'nykh tverdykh splavov posle plazmennogo poverkhnostnogo modifitsirovaniya / S.S. Samotugin, V.I. Lavrinenko, Ye.V. Kudinova, Yu.S. Samotugina // Uprochnyayushchiye tekhnologii i pokrytiya. 2016. №5. S.25–32.)
- Samotugina, Yu.S. Technological peculiarities of local strengthening of high-strength cast iron / Yu.S. Samotugina // Avtomaticheskaya Svarka. 2005. №5. P.47–50.
- Samotugina, Y.S. Structure and mechanical properties of white cast iron after plasma surface modification / Y.S. Samotugina, Y.А. Tkachova // Mater. Sci. 2022. № 58(1). P.105–111.
- Samotugina, Y.S. Influence of plasma modification technology on structure formation mechanisms and wear resistance of high carbon steels and cast irons / Y.S. Samotugina, B.A. Lyashenko, O.О. Bezumova // Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. 2021. № 43(8). P.1105–1119.
- Ткачев, В.Н. Износ и повышение долговечности деталей машин / В.Н. Ткачев. – М.: Машиностроение, 2001. 342 с. – (Tkachev, V.N. Iznos i povysheniye dolgovechnosti detaley mashin / V.N. Tkachev. – M.: Mashinostroyeniye, 2001. 342 s.)
- Приходько, В.М. Металлофизические основы разработки упрочняющих технологий / В.М. Приходько, Л.Г. Петрова, О.В. Чудина. – М.: Машиностроение, 2003. 384 с. – (Prikhod'ko, V.M. Metallofizicheskiye osnovy razrabotki uprochnyayushchikh tekhnologiy / V.M. Prikhod'ko, L.G. Petrova, O.V. Chudina. – Moscow.: Mashinostroyeniye, 2003. 384 s.)
- Бровер, А.А. Комплекс механизмов упрочнения металлических материалов при импульсной лазерной обработке / А.А. Бровер // Перспективные материалы. 2008. №1. С. 63–69. – (Brover, A.A. Kompleks mekhanizmov uprochneniya metallicheskikh materialov pri impul'snoy lazernoy obrabotke / A.A. Brover // Perspektivnyye materialy. 2008. №1. S. 63–69)
- Gavriljuk, V.G. High nitrogen steels: structure, properties, manufacture, applications / V.G. Gavriljuk, H. Berns. – Berlin: Springer, 1999. 378 p.
- Borgenstam, A. Metallographic evidence of carbon diffusion in the growth of bainite / A. Borgenstam, M. Hillert, J. Agren // Acta Materialia. 2009. V. 57. №11. P.3242 –3252.
- Самотугин, С.С. Оптимизация конструкции плазмотрона для поверхностного упрочнения материалов / С.С. Самотугин, И.И. Пирч, В.А. Мазур // Сварочное производство. 2002. №12. С. 32–35. – (Samotugin, S.S. Optimizatsiya konstruktsii plazmotrona dlya poverkhnostnogo uprochneniya materialov / S.S. Samotugin, I.I. Pirch, V.A. Mazur // Svarochnoye proizvodstvo. 2002. №12. S. 32–35.)
- Бернштейн, М.Л. Металловедение и термическая обработка стали: справочник: в 3 т. Т.1. Методы испытаний и исследований // М.Л. Бернштейн, А.Г. Рахштадт. – М.: Металлургия, 1983. 352 с. – (Bernshteyn, M.L. Metallovedeniye i termicheskaya obrabotka stali: spravochnik: 3 t. T.1. Metody ispytaniy i issledovaniy // M.L. Bernshteyn, A.G. Rakhshtadt. – M.: Metallurgiya, 1983. 352 s.)
- Мороз, Л.С. Механика и физика деформации и разрушения материалов / Л.С. Мороз. – Л.: Машиностроение, 1984. 224 с. – (Moroz, L.S. Mekhanika i fizika deformatsii i razrusheniya materialov / L.S. Moroz. – L.: Mashinostroyeniye, 1984. 224 s.)
Supplementary files
