ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ СТАЛИ ВКС-10 ПОСЛЕ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО АЗОТИРОВАНИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом рентгеновской дифрактометрии поликристаллических образцов с использованием математических методов для повышения разрешающей способности получены данные о фазовом составе и истинном уширении дифракционных максимумов стали ВКС-10 на основе Fe-Cr-Ni, подвергнутой лазерной обработке с разной интенсивностью и последующему азотированию. Также исследованы закономерности формирования нитридных фаз при рассмотренных видах обработки. Установлено, что с увеличением интенсивности лазерной обработки возрастает количество твердого раствора на основе y-Fe и оксидных фаз, а также увеличиваются ширины дифракционных линий. После азотирования появляются нитридные фазы CrN, Fe3N, Fe4N, их объемные доли значительно возрастают с увеличением интенсивности лазерной обработки, однако при двукратной лазерной обработке доля нитридных фаз снижается.

Об авторах

Б. Е Винтайкин

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Email: vintaikb@bmstu.ru
Москва

Т. И Копылова

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Москва

А. Е Смирнов

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Москва

Н. А Смирнова

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Москва

Я. В Черенков

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Москва

Список литературы

  1. Shlyamnev, A.P. Corrosion-resistant, heat-resistant and high-strength steels and alloys : Reference / A.P. Shlyamnev, T.V. Svistunova, R.B. Lapshina, N.A. Sorokina, V.I. Motorin, V.I. Stolyarov, S.D. Bogolyubsky, N.N. Kozlova, A.F. Edneral. — M. : Intermet Engineering. 2000.
  2. Shevchenko, S.Yu. Prospects of hardening of steels and alloys in a high-pressure gas environment / S.Yu. Shevchenko, A.E. Smirnov, Wai Yan Min Htet, Yu.N. Rozhkova, D.P. Sleptsova // Metal Sci. Heat Treat. 2020. V.62. №1—2. P.139—144. DOI : 10.1007/s11041-020-00526-z.
  3. Fakhurtdinov, R.S. Influence of heat treatment on the structure and properties of austenitic-ferritic stainless steel 03Kh24N8AD2M3 / R.S. Fakhurtdinov [et al.] // Inorganic Mater. : Applied Res. 2022. V.13. №1. P.186—193. DOI : 10.1134/S2075113322010117.
  4. Markova, E.S. Martensitic aging steels — new promising materials for GTD shafts / E.S. Markova, N.G. Pokrovskaya, A.B. Shalkevich, V.I. Gromov // Aviation Mater. Technologies. 2012. №S. P.81—84.
  5. Kuksenova, L.I. The influence of vacuum chemical and thermal treatment on the wear resistance of VKS-7 and VKS-10 steels / L.I. Kuksenova, S.A. Gerasimov, M.S. Alekseeva, V.I. Gromov // Aviation Mater. Technol. 2018. V.1. №50. P.3—8. DOI : 10.18577/2071-9140-2018-0-1-3-8.
  6. Gerasimov, S.A. Structure and wear resistance of nitrided structural steels and alloys / S.A. Gerasimov, L.I. Kuksenova, V.G. Lapteva. — M. : Publ. House of Bauman Moscow State Techn. Univer. 2012.
  7. Kablov, E.N. Developments of VIAM for gas turbine engines and installations / E.N. Kablov // Wings of the Motherland. 2010. №4. P.31—33.
  8. Smirnov, A.E. Use of combined methods of successive carburizing and nitriding of martensitic steels in lowpressure atmospheres / A.E. Smirnov, M.Yu. Semenov, A.S. Mokhova, G.S. Seval’nev // Metal Sci. Heat Treat. 2020. V.62. №1—2. P.127—132. DOI : 10.1007/s11041-020-00524-1.
  9. Xi, Y.-T. Improvement of corrosion and wear resistances of AISI 420 martensitic stainless steel using plasma nitriding at low temperature / Y.-T. Xi, D.-X. Liu, D. Han // Surf. Coat. Technol. 2008. V.202. №12. P.2577—2583. DOI : 10.1016/j.surfcoat.2007.09.036.
  10. Куксенова, Л.И. Структура поверхности слоев сталей и износостойкость после разных условий азотирования / Л.И Куксенова, В.Г. Лаптева, М.С. Мичугина, Е.В. Березина // Методы упрочнения поверхностей деталей машин. — М. : Красанд, 2008. С.341.
  11. Герасимов, С.А. Влияние нанокристаллической фазы нитридов железа на износостойкость азотированной стали 38Х2МЮА / С.А. Герасимов, В.С. Крапошин, И.В. Лисоцкий, Е.В. Березина, В.Г. Лаптева, Л. И. Кусенова // Тр. Всерос. науч.-техн. конф. «Машиностроительные технологии». —М. : Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. С.216—218.
  12. Smirnov, A.E. Technological possibilities of different nitriding techniques for saturation of heat-resistant steels of martensitic class / A.E. Smirnov, L.P. Fomina, M.Yu. Semenov, A.S. Mokhova // Metal Sci. Heat Treat. 2021. V.63. №7—8. P.437—443. DOI : 10.1007/s11041-021-00708-3.
  13. Герасимов, С.А. Азотирование конструкционных сталей триботехнического назначения и комплексная оценка качества обработки / С.А. Герасимов, Л.И. Куксенова, М.С. Алексеева, М.А. Бахирев // МиТОМ. 2020. №2. С.18—25.
  14. Алексеева, М.С. Влияние газобарического азотирования на свойства стали мартенситного класса / М.С. Алексеева, М.А. Гресс, С.П. Щербаков, С.А. Герасимов, Л.И. Куксенова // МиТОМ. 2017. №8. С.52—56.
  15. Afanasyev, V.K. Use of thermocycling deformation for raising the operating properties of low-carbon steel / V.K. Afanasyev, M.V. Popova // Metallurgy and Heat Treatment of Metals. 2022. №12. P.3—9. DOI : 10.30906/mitom.2022.12.3-9.
  16. Brover, G. Features of structure formation and formation of properties of steels during laser acoustic treatment / G. Brover, E.E. Shcherbakova // Meteorologist. 2023. №6. P.59—65. DOI : 10.52351/00260827_2023_06_59.
  17. Polikevich, K.B. Grain-boundary nitrogen diffusion model in multilayer materials / K.B. Polikevich, A.I. Plokhikh, L.P. Fomina, V.E. Putyrskii // J. Physics : Conf. Ser. 2021. V.1990. №1. DOI : 10.1088/1742-6596/1990/1/012004.
  18. Gavrilov, D.I. The effect of laser surface modification on the physico-mechanical and tribological properties of stamped steel / D.I. Gavrilov, A.V. Zhdanov, I.V. Belyaev // Polzunovsky Bull. 2022. V.2. №4. P.14—18. DOI : 10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.002.
  19. Sarkar, S. Analysis of temperature and surface hardening of low carbon thin steel sheets using Ybfiber laser / S. Sarkar, M. Gopinath, S.S. Chakraborty, B. Syed, A.K. Nath // Surf. Coat. Techn. 2016. V.302. P.344—358. DOI : 10.1016/j.surfcoat.2016.06.045.
  20. Nath, A.K. Theoretical and experimental study on laser surface hardening by repetitive laser pulses / A.K. Nath, A. Gupta, F. Benny // Surf. Coat. Technol. 2016. V.206. №8—9. P.2602—2615. DOI : 10.1016/j.surfcoat.2011.11.019 .
  21. Sidashov, A.V. Study of the phase composition and tribological properties of carbon tool steels after laser surface hardening by quasi-CW fiber laser / A.V. Sidashov, A.T. Kozakov, S.I. Yares’ko, N.G. Kakovkina, D.S. Manturov // Surf. Coat. Technol. 2020. V.385. №12.5427. P.1—13 DOI : 10.1016/j.surfcoat.2020.125427.
  22. Almuslet, N.A. Hardening enhancement for carbon steel using high power CO laser / N.A. Almuslet, A.A. Alshake // J. Multidisciplinary Eng. Sci. Technol. (JMEST). 2015. V.2. №2. P.9—13.
  23. Filatov, I. Enhancing the pitting resistance of AISI 430 stainless steel by laser treatment / I. Filatov [et al.] // Optical and Quantum Electronics. 2023. V.55. №323. DOI : 10.1007/s11082-023-04594-2.
  24. Shpis, H.J. Controlled nitriding / H. J. Shpis [et al.] // Metal Sci. Heat Treat. 2004. V.46. №7—8. P.272—276.
  25. Vintaikin, B.E. The peculiarities of the structure of the Ni-40Cr-3,5Al alloy during nitriding / B.E. Vintaikin [et al.] // Physics of Metals and Metallography. 2022. V.123. №8. P.768—774. DOI : 10.1134/s0031918x22080166.
  26. Tsvetkova, Е.V. Nitriding of steels of different structural classes produced by laser additive technologies / Е.V. Tsvetkova, K.O. Bazaleeva, I.S. Chekin, O.G. Klimova-Korsmik, A.S. Zhidkov // Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2020. V.63. №1. P.63—70. DOI : 10.17073/0368-0797-2020-1.
  27. Vintaikin, B. E. Separation of instrumental broadenings and the K component and the K doublet on two-dimensional maps of the X-ray scattering intensity distribution by direct variational methods / B.E. Vintaikin, R.N. Kuz’min // Cristallografiya. 1986. V.31. P.656—660.
  28. Смирнов, А.Е. Вакуумное азотирование теплостойкой стали после лазерной обработки / А.Е. Смирнов, Н.А. Смирнова, А.В. Пересторонин, Г.С. Севальнев // МиТОМ. 2024. №2. С.16—22.
  29. Vintaikin, B.E. Features of surface phase formation during case-hardening of iron- and titanium-based alloys / B.E. Vintaikin, A.V. Kamynin, V.S. Kraposhin, A.E. Smirnov, K.V. Terezanova, S.A. Cherenkova, V.I. Sheykina // J. Physics : Conf. Ser. 2017. №918. P.1—6.
  30. Smirnov, A.E. Control of phase composition of complexly alloyed high-temperature steels under vacuum carburizing and quenching / A.E. Smirnov // Metal Sci. Heat Treat. 2021. V.62. №9—10. P.586—593.
  31. Дворецков, Р.М. Исследование фазового состава диффузионного слоя теплостойкой стали ВКС10-У-Ш / Р.М. Дворецков, Н.А. Курпякова, Н.А. Колмыкова, Ф.Н. Карачевцев // Труды ВИАМ : Науч.-техн. журнал. 2015. №10. C.24—31.
  32. Григорьянц, А.Г. Методы поверхностной лазерной обработки : учеб. пособ. / А.Г. Григорьянц, А.Н. афонов. — М. ; Берлин : Директ-Медиа, 2021. 192 с.
  33. Завестовская, И.Н. Кристаллизация металлов в условиях сверхбыстрого охлаждения при обработке материалов ультракороткими лазерными импульсами / И.Н. Завестовская, А.П. Канавин, Н.А. Менькова // Оптический журнал. 2009. Т.75. №6. С.13—19.
  34. Гудремон, Э.А. Специальные стали : в 6 т. Т.1 / Э.А. Гудремон ; 2-е изд. — М. : Металлургия, 1966. 734 с.
  35. Цветкова, Е.В. Влияние структурного состояния, формирующегосы в процессе прямого лазерного выращивания, на параметры азотированного слоя мартенситной стали 25Х13Н2 / Е.В. Цветкова, К.О. Базалеева, А.Е. Смирнов, И.С. Чекин, А.С. Жидков // Металлы. 2020. №4. С.93—100. —

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024