ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ НАГРЕВА ПРИ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ЗАКАЛКЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЛИ 20ГЛ

В данной статье представлено комплексное исследование процесса электролитноплазменной закалки (ЭПЗ), применяемого к конструкционной стали 20GL, материалу, часто используемому в автомобильной, транспортной и различных других отраслях промышленности. Акутальностью данного исследования является необходимость повышения эксплуатационных характеристик сталей, которые подвергаются высоким механическим нагрузкам, повышенным температурам и коррозионным средам. Экспериментальные данные показывают, что электролитно-плазменная обработка существенно повышает твердость стали 20ГЛ в среднем примерно до 600HV. Кроме того, увеличение продолжительности нагрева значительно способствует повышению твердости, играя решающую роль в повышении износостойкости под нагрузкой. Микроструктурный анализ подтверждает образование мелкозернистой мартенситной фазы, подчеркивая трансформацию и упрочнение стали. Кроме того, в исследовании подчеркивается, что химический состав стали 20ГЛ влияет на градиент твердости от поверхности внутрь и приводит к развитию более мелкозернистых особенностей в микроструктуре стали. В целом электролитно-плазменный процесс оказывается полезным не только для улучшения механических характеристик, но и для повышения надежности и срока службы критических компонентов. С промышленной точки зрения эта технология отличается своей адаптивностью и экономической эффективностью, что делает ее привлекательным решением для таких секторов, как автомобилестроение, строительство и энергетическая промышленность. Таким образом, электролитно-плазменное упрочнение становится перспективным методом, соответствующим современным инженерным требованиям, предлагая многообещающий путь для усовершенствованной оптимизации материалов.

1. Tursunov N.K. Methodology for calculating the complex deoxidation of 20GL steel with aluminum and calcium / N.K. Tursunov, T.T. Urazbaev, T.M. Tursunov // Universum: Technical Sciences. – 2022. – № 2-2(95). – Р. 20-25.

2. Kulikov I. Electrolytic-plasma processing of materials / I. Kulikov, S. Vashchenko, A. Kamenev // Litres. – 2022. – Р. 191-219.

3. Volenko A.P. Electrolytic-plasma treatment of metallic materials / A.P. Volenko, O.V. Boychenko, N.V. Chirkunova // Vector of Science of Togliatti State University. – 2012. – № 4. – Р. 144-147.

4. Electrolytic-plasma processing and coating of metals and alloys / A.D. Pogrebnyak et al // Advances in Metal Physics. – 2005. 5. Tursunov N.K. Study of dephosphorization and desulfurization processes in the smelting of 20GL steel in an induction crucible furnace with further processing in a ladle using rare earth metals / N.K. Tursunov, A.E. Semin, E.A. Sanokulov // Ferrous Metals. – 2017. – № 1. – Р. 33-40.

5. Volenko A.P. Electrolytic-plasma treatment of metallic materials / A.P. Volenko, O.V. Boychenko, N.V. Chirkunova // Vector of Science of Togliatti State University. – 2012. – № 4. – Р. 144-147.

6. Pogrebnyak A.D. Electrolytic-plasma technology for coating and processing of metals and alloys / A.D. Pogrebnyak, A.Sh. Kaverina, M.K. Kylyshkanov // Physicochemistry of Surface and Protection of Materials. – 2014. – Vol. 50, № 1. – Р. 72-88.

7. Tyurin Yu.N. Features of electrolytic-plasma hardening / Yu.N. Tyurin // EPH. – 1999.

8. Structural transformation in 20GL steel after electrolytic-plasma surface quenching / B.K. Rakhadilov et al // Bulletin of the National Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan. – 2018. – № 3. – Р. 99-102.

9. Influence of electrolytic-plasma hardening on the tribological properties of 40KHN steel / A.B. Kenesbekov et al // Bulletin of D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University. – 2018. – № 4. – Р. 144-151.

10. Influence of electrolytic-plasma surface hardening on the structure and properties of 40KHN steel / G.M. Toktarbayeva et al // Bulletin of D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University. – 2020. – № 1. – Р. 199-204.

11. The effect of electrolytic-plasma treatment of 18KHN3MA-Sh steel on surface microstructure and hardness / K.K. Kombaev, M.K. Kylyshkanov, Yu.I. Lopukhov // Journal of the Siberian Federal University. Engineering and Technology. – 2009. – Vol. 2, № 4. – Р. 394-399.

12. Cheylakh A.P. Influence of quenching modes on the structure and properties of cemented 20GL steel / A.P. Cheylakh, N.E. Karavaeva. – Р. 216.

13. Priupolin D.V. Investigation of the influence of the gradient structure in 20GL steel on its mechanical properties / D.V. Priupolin, A.V. Budruev // Vyksa Branch of NITU "MISIS", Vyksa; Collection of Materials of the VIII Regional Interuniversity Scientific and Practical Conference "Creativity of the Youth - to the Native Region". – Р. 67-71.

14. Cheylakh A.P. Influence of high-temperature thermocyclic treatment on the structure and properties of cemented 20GL steel / A.P. Cheylakh, N.E. Karavaeva // Interuniversity collection "Scientific Notes". Lutsk, 2015. – Issue № 50.

15. Satbayeva Z.A. Structure formation in alloyed steels during electrolytic-plasma surface hardening. pp. 6-7. (Manuscript, Ust-Kamenogorsk, 2022, Ph.D. dissertation).

16. Hardening and alloying of steel as a result of electrolytic-plasma treatment / A.D. Pogrebnyak et al. – 2003, Р. 76-78.

17. Modification of the surface of 30KhGSA steel using electrolytic-plasma thermocyclic hardening / B.K. Rakhadilov et al // New Materials and Technologies: Powder Metallurgy, Composite Materials, Protective Coatings, Welding. – 2022. – Р. 610-616.

18. Application of electrolytic-plasma hardening to improve the properties of machine parts made of 45 steel. Bulletin of Shakarim University / R.K. Kusainov et al // Technical Sciences Series. – 2024. – № 3(15). – Р. 62-70.

19. Changes in the mechanical characteristics of wheel steel after electrolytic-plasma surface hardening / B.K. Rakhadilov et al // Actual Problems of Strength. – 2020. – Р. 330-332.

20. Musikhin S.A. The influence of chemical heterogeneity of medium-carbon low-alloy steels on the formation of structure and a set of properties under thermal exposure (Doctoral dissertation, Candidate of Technical Sciences, specialty 05.16.01). – 2015.