ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ТЕПЛОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ ВКС-7 И ВКС-10 ПОСЛЕ ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО АЗОТИРОВАНИЯ, ВАКУУМНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ И ВАКУУМНОЙ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проанализированы триботехнические характеристики сталей мартенситного класса ВКС-7 (16Х2Н3МФБАЮ-Ш) и ВКС-10 (13Х3Н3М2ВФБ-Ш). Стали подвергали ионно-плазменному азотированию, вакуумной цементации и вакуумной нитроцементации. Реализована концепция двухэтапной технологии упрочнения: создание термически стабильного ультрамелкодисперсного состояния стали на первом этапе и использование такого состояния для ускоренного и качественного насыщения поверхностного слоя азотом или углеродом на втором этапе. Для создания ультрамелкодисперсного состояния в образцах исследуемых сталей использован метод интенсивной пластической деформации (ИПД). В основе метода лежит измельчение микроструктуры за счет больших сдвиговых деформаций. ИПД выполнена методом теплой осадки в штампе со степенью деформации 80 % при температуре 700 ℃. Испытания образцов на износостойкость проводили на специальном стенде с возвратно-поступательным движением в среде пластичного смазочного материала сопрягаемых образцов, имеющих плоские поверхности трения при давлении 10 МПа и средней скорости скольжения 0,19 м/с. Показано, что стали ВКС-7 и ВКС-10 после ионно-плазменного азотирования и вакуумной цементации обладают высокой износостойкостью (интенсивность изнашивания I  10-10). После вакуумной нитроцементации значения интенсивности изнашивания образцов пары трения практически одинаковые и составляют 0,3·10-10, что в ~3,0 раза меньше, чем после вакуумной цементации. В результате ионно-плазменного азотирования и вакуумной нитроцементации на поверхности сталей формируется наноструктурный поверхностный слой, что приводит к повышению износостойкости сталей. Сформулированы представления о природе повышения задиростойкости азотированных сталей.

Об авторах

Лидия Ивановна Куксенова

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук; НИЦ «Курчатовский институт» ‒ ВИАМ, ГНЦ РФ

Email: lkukc@mail.ru

Равел Садртдинович Фахуртдинов

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Мария Сергеевна Алексеева

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук

Список литературы

  1. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г., Фахуртдинов Р.С., Алексеева М.С., Данилов В.Д., Смирнов А.Е., Громов В.И. Повышение характеристик механических свойств теплостойких сталей методом активизации процесса азотирования // Проблемы машиностроения и надежности машин, 2014. № 2. С. 90–96.
  2. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г., Фахуртдинов Р.С., Данилов В.Д., Щербаков Ю.И., Алексеева М.С., Смирнов А.Е., Громов В.И. Механические свойства теплостойких сталей после активизации процесса цементации //Проблемы машиностроения и надежности машин, 2014. № 4. С. 113–119.
  3. Петрова Л.Г. Наукоемкие технологии в материаловедении: высокотемпературное сквозное азотирование жаростойкой стали // Наукоемкие технологии в машиностроении, 2023. № 9 (147). С. 3–15.
  4. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г. Структура и износостойкость азотированных сталей и сплавов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012, 518 с.
  5. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г., Фахуртдинов Р.С., Смирнов А.Е., Громов В.И., Ступников В.В. Исследование износостойкости сталей ВКС-7 и ВКС-10 после вакуумной цементации и вакуумной нитроцементации // Наука и образование, 2013. № 5. С. 345–356.
  6. Куксенова Л.И., Лаптева В.Г., Колмаков А.Г., Рыбакова Л.М. Методы испытаний на трение и износ. М.: Интермет инжиниринг, 2001, 152с.
  7. Kyksenova L.I., Lapteva W.G., Berezina E.W., Gerasimov S.A., Senatorski J. Tribological properties of thoughened and nitrided 38H2MJA steel // Surface Engineering, 2004. № 4. Р. 45–50.
  8. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Крапошин В.С., Лисоцкий И.В., Березина Е.В., Лаптева В.Г. Влияние нанокристаллической фазы нитридов железа на износостойкость азотированной стали 38Х2МЮА // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Машиностроительные технологии», Москва. 2010. ИМАШ РАН. С. 216–218.
  9. Березина Е.В. Разработка технологии формирования наноструктурированного азотированного слоя конструкционных сталей для повышения их износостойкости. Автореферат диссертации на соискание уч. степени к.т.н. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 16 с.
  10. Куксенова Л.И., Лаптева В.Г., Мичугина М.С., Березина Е.В. Структура поверхностных слоев сталей и износостойкость после разных условий азотирования // Сб. Методы упрочнения поверхностей деталей машин. М.: Красанд, 2008. С. 303–341.
  11. Куксенова Л.И., Симонов В.Н., Алексеева М.С., Пахомова С.А., Козлов Д.А. Исследование трения, износа и противозадирной стойкости тяжелонагруженных азотированных сопряжений // Трение и износ, 2021. Т. 42. № 3. С. 319–328.
  12. Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия. М.: Металлургия. 1987. 704 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).