ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ЗАКАЛКИ НА СТОЙКОСТЬ СТАЛЕЙ МАРКИ 45 И 65Г К АБРАЗИВНОМУ ИЗНАШИВАНИЮ

В данной работе представлены результаты экспериментального исследования влияния электролитно-плазменной закалки (ЭПЗ) на изменение микроструктуры, микротвёрдости и стойкости к абразивному изнашиванию широко применяемых конструкционных сталей марок 45 и 65Г. Обработка проводилась в электролите на основе водного раствора карбоната натрия при напряжении 300-320 В и времени воздействия 2-3 секунды. Метод ЭПЗ обеспечивал сверхвысокие скорости нагрева и последующего охлаждения за счёт прямого контакта с электролитом, что способствовало формированию тонкого упрочнённого слоя с мартенситной структурой и карбидными включениями.
Результаты микроструктурного анализа показали наличие трёх характерных зон: закалённого слоя, зоны термического влияния и неизменённой матрицы. Микротвёрдость поверхности после ЭПЗ возросла в 1,6-1,8 раза по сравнению с исходным состоянием, а стойкость к абразивному износу – в 1,3-1,6 раза. Отмечается положительное влияние увеличения продолжительности обработки на пластичность поверхностного слоя при незначительном снижении твёрдости.
Полученные данные подтверждают высокую эффективность ЭПЗ в качестве ресурсо- и энергосберегающего метода локального поверхностного упрочнения, способного значительно увеличить срок службы деталей, работающих в условиях фрикционного и абразивного износа. Метод может быть рекомендован для внедрения в технологические процессы машиностроительных, транспортных и сельскохозяйственных предприятий.

1. ГОСТ 23.208-79. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закреплённые абразивные частицы. – Введ. 01.03.1981. – М. Межгосударственный стандарт. – 4 с.

2. Электролитно-плазменная закалка низколегированных сталей 65Г и 20ГЛ / Б.К. Рахадилов и др. // Вестн. Карагандин. ун-та. – 2016. – № 4. – С. 8-13.

3. Устиновщиков Ю.И. Выделение второй фазы в твёрдых растворах / Ю.И. Устиновщиков. – М.: Наука, 1988. – 172 с.

4. Инновационный патент 29978 Республика Казахстан, МПК C25F 7/00. Конструктивные элементы электролизеров или их сборка для удаления примесей из изделий электролитическим способом / А.В. Гулькин и др.; заявитель и патентообладатель НЯЦ РК. – заявл. 03.02.2014; опубл. 15.06.2015, Бюл. № 6.

5. Heat-treating. Tempering, Hardening & Annealing / M.K. Skakov et al // Encyclopaedia Britannica. URL: https://www.britannica.com/technology/heat-treating.

6. Grossman M.A. Heat Treatment and Properties of Iron and Steel / M.A. Grossman, E.C. Bain, G. Grossmann // National Bureau of Standards Monograph 88. Washington: U.S. Dept. of Commerce, 1967. – 265 p. URL: https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/legacy/mono/nbsmonograph88.pdf.

7. Heat Treatment Process // ScienceDirect Topics. Elsevier. URL: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/heat-treatment-process.

8. Effectof Heat Treatment Processeson Metalsand Alloys – A Review / S. Bharti et al // Research Gate. – 2021. URL: https://www.researchgate.net/publication/351593950.

9. Тюфтяев А.С. Ресурсосберегающие технологии плазменной обработки / А.С. Тюфтяев. – М.: МИСиС, 2013. – 42 с.

10. Effect of Heat Treatment on Properties and Microstructure of Steels / S. Muthukumaran et al // Materials Today: Proceedings. – 2020. – Vol. 45. – Р. 2873-2877. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214785320364385.