ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ СТАЛИ 20ГЛ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ЗАКАЛКИ

В статье исследуется влияние электролитно-плазменной закалки (ЭПЗ) на свойства стали 20ГЛ. Работа направлена на решение важной для машиностроения и строительной отрасли проблемы – повышение эксплуатационного ресурса деталей из литой стали 20ГЛ за счёт применения высокоэффективного и сравнительно нового метода электролитно-плазменной закалки. Экспериментально определены режимы обработки, повышающие микротвердость и коррозионную стойкость материала. Установлено, что ЭПЗ способствует формированию мелкозернистой структуры и оксидной плёнки, улучшая характеристики поверхности. Представлены сравнительные данные по структуре и свойствам образцов при разных режимах ЭПЗ. Определен оптимальный режим закалки (напряжение ~300 В, время выдержки 8-10 с) является рациональным выбором для литых деталей из стали 20 ГЛ, обеспечивая баланс между достижением высоких параметров твёрдости и сравнительно малым увеличением коррозионной активности. Метод ЭПЗ показал высокую применимость в промышленности как альтернатива традиционной термообработке. Результаты исследования позволят усовершенствовать методы термической обработки стали 20 ГЛ, что будет способствовать повышению эксплуатационных характеристик материалов, используемых в машиностроении, транспортном оборудовании и смежных отраслях. Применение электролитно-плазменной закалки может сократить время и энергозатраты на обработку стали и повысить эффективность самого процесса.

1. Современные методы упрочняющей обработки поверхностей сталей / Ж.Т. Байжан и др. // Вестник Кокшетауского университета им. Ш. Уалиханова. – 2021. – [Электронный ресурс]. – URL: https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1369 (дата обращения: 01.02.2025).

2. Сатбаева З.А. Структурообразование в легированных сталях при электролитно-плазменном поверхностном упрочнении: дис. PhD: 6D060400 / Сатбаева Зарина Аскарбековна; ВКУ им. С. Аманжолова; науч. конс. М.К. Кылышканов, Б.К. Рахадилов. – Усть-Каменогорск, 2024. – 119 с. [Электронный ресурс]. – URL: https://vku.edu.kz/wp-content/uploads/2024/04/ДИССЕРТАЦИЯ.pdf (дата обращения: 01.02.2025).

3. Ахметов Р.К. Электролитно-плазменное упрочнение деталей из сталей средней углеродистости / Р.К. Ахметов, А.А. Бейсенгалиев // Научный журнал НЯЦ РК. – 2023. – [Электронный ресурс]. – URL: https://journals.nnc.kz/jour/article/view/107 (дата обращения: 01.02.2025).

4. Самотугин С.С. Влияние режима предварительной объёмной закалки на свойства инструментальных сталей при плазменном упрочнении / С.С. Самотугин, О.Ю. Нестеров, Т.А. Кирицева // CyberLeninka: электронная библиотека научных статей. – 2017. – [Электронный ресурс]. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-rezhima-predvaritelnoy-obemnoy-zakalkina-svoystva-instrumentalnyh-staley-pri-plazmennom-uprochnenii.

5. Смагулов А.А. Технологические особенности электролитно-плазменной закалки машиностроительных деталей / А.А. Смагулов, М.К. Сейтимов, А.К. Кусайынов // Известия вузов. Машиностроение. – 2022. – № 6. – С. 15-21.

6. Satbaeva Z.A. Improvement of corrosion and wear properties of carbon steels by plasma electrolysis / Z.A. Satbaeva, A.V. Yakovlev // Surface Engineering. – 2020. – Vol. 36(5). – P. 421-429.

7. Рахадилов Б.К. Электролитно-плазменное упрочнение стали 20ГЛ: структура и свойства / Б.К. Рахадилов, М.Д. Асин, М.С. Жусупханов // Материалы международной научной конференции. – 2022. – С. 55-62.

8. Федоров Е.А. Оценка износостойкости электролитно-плазменных покрытий на литой стали / Е.А. Федоров, Н.В. Токарев, В.П. Боброва // Трение и износ. – 2019. – № 2. – С. 78-84.

9. Amrenova A.K. Electrophysical parameters of plasma-electrolytic treatment of low-alloy steels / A.K. Amrenova, A.B. Daulet, B.K. Sarmanov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2021. – Vol. 1026. – P. 12-18.

10. The impact of technological parameters of electrolytic-plasma treatment on the mechanotribological properties of steel 45 / M.R. Bayati et al // AIMS Materials Science. – 2024. – 11(4). – P. 666-683.

11. The cathodic electrolytic plasma hardening of the 20Cr2Ni4A chromium–nickel steel / B.K. Rakhadilov et al // J. Mater. Res. Technol. – 2020. – № 9(4). – P. 6969-6976.

12. Tyurin Yu.N. Specific features of electrolytic-plasma quenching / Yu.N. Tyurin, A.D. Pogrebnyak // Technical Physics. – 2002. – № 47(11). – P. 1463-1464.

13. Oxy-nitriding AISI 304 stainless steel by plasma electrolytic surface saturation / H. Pérez et al // Metals. – 2023. – № 13(2). – Art. 309.

14. Electrolytic plasma processing – an innovative treatment for surface modification of 304 stainless steel / W. Gui et al // Sci. Rep. – 2017. – vol. 7, Art. 308.

15. Low voltage environmentally friendly plasma electrolytic oxidation process for titanium alloys / F. Hou et al // Sci. Rep. – 2022. – vol. 12, Art. 6037.