КОНСТРУКЦИЯЛЫҚ БОЛАТТАРДЫҢ ЭЛЕКТРОЛИТ-ПЛАЗМАЛЫҚ ШЫНЫҚТЫРУ КЕЗІНДЕ НЫҒАЙТЫЛҒАН ҚҰРЫЛЫМЫНЫҢ ҚАЛЫПТАСУЫНЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ

Мақалада Ст4 маркалы конструкциялық болаттың микроструктурасы мен механикалық қасиеттеріне электролит-плазмалық шынықтырудың (ЭПШ) әсерін кешенді зерттеу нәтижелері келтірілген. Бұл болат ауыр машина жасау мен теміржол көлігінде кеңінен қолданылады, онда бөлшектер қарқынды тозу мен ауыспалы жүктемелер жағдайында жұмыс істейді, бұл оны тиімді шынықтыру әдістерін әзірлеудің өзектілігін айқындайды. Тәжірибелер теміржол дөңгелегінің бандажынан кесіп алынған үлгілерде жүргізілді, бұл алынған нәтижелерді практикалық маңызды деп қарастыруға мүмкіндік береді. Өңдеу құрамы: 10 % карбамид + 20 % натрий карбонаты + 70 % су болатын электролитте жүргізілді. ЭПШ режимі 280 В кернеуді, 40 А ток күшін және 9 секундтық әсер ету уақытын қамтыды. Мұндай режим беткі қабатты аустениттік күйге дейін жоғары жылдамдықпен қыздыруды және электролитте лезде салқындатуды қамтамасыз етті. Сканирлеуші электрондық микроскопия және металлографиялық талдау әдістерімен жүргізілген зерттеулер ЭПШ-дан кейін қалыңдығы 1,0–1,5 мм болатын беткі қабатта инелі мартенситтің құрылымы қалыптасатынын көрсетті. Микроқаттылықты өлшеулер беріктіктің айтарлықтай артқанын растады: көрсеткіш 200 HV-ден 800 HV-ге дейін төрт есе өсті. Қаттылықтың айтарлықтай өсуі материал өзегінің пластикалық қасиеттерін сақтай отырып, тозуға және жарықшаққа төзімділіктің артуымен қатар жүрді. Алынған нәтижелер ЭПШ-ның экологиялық таза және энергия үнемдейтін жергілікті термоөңдеу әдісі ретінде жоғары тиімділігін дәлелдейді және оны Ст4 болатынан жасалған жауапты бөлшектердің сенімділігі мен ұзақ қызмет ету мерзімін арттыру үшін қолдануды ұсынады.

1. Markov D.P. Introduction of Hardenability Assessment Standards for Improving the Quality of Low-Carbon Steel Products / D.P. Markov // Mechanical Equipment of Metallurgical Plants. – 2018. – № 2. – Р. 38-44.

2. Belkin P.N. Electrolytic-Plasma Cementation of Metals and Alloys / P.N. Belkin, S.A. Kusmanov // Electronic Material Processing. – 2020. – № 56(5). – Р. 40-74.

3. Application of Electrolytic-Plasma Hardening for Improving the Properties of Machine Parts Made from Steel 45 / R.K. Kusainov et al // Shakarim University Bulletin. Series of Technical Sciences. – 2024. – № 3(15). – Р. 62-70.

4. Influence of Electrolytic-Plasma Hardening on the Tribological Properties of Steel 40KhN / A.B. Kenesbekov et al // Bulletin of the D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University. – 2018. – № 4. – Р. 144-151.

5. Tribological Characteristics of Tool Steel After Electrolytic-Plasma Nitrocarburizing / L.А. Markina et al // In Rapidly Quenched Materials and Coatings. Proceedings of the XX International Scientific and Technical Conference. – 2023. – Р. 201). LitRes.

6. Hardening and Alloying of Steel by Electrolytic-Plasma Treatment / A.D. Pogrebnjak et al. – 2003.

7. Kombayev K.K. Innovations in Increasing the Microhardness of Drill Bit Steel by ElectrolyticPlasma Hardening / K.K. Kombayev, B.A. Toktar // Achievements of University Science. – 2018.

8. Surface Modification of Steel 30KhGSA Using Electrolytic-Plasma Thermal Cycling Hardening / B.K. Rakhadilov et al // In New Materials and Technologies: Powder Metallurgy, Composite Materials, Protective Coatings, Welding. – 2022. – Р. 610-616.

9. Influence of Electrolytic-Plasma Surface Hardening on the Structure and Properties of Steel 40KhN / G.M. Toktarbayeva et al // Bulletin of the D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University. – 2020. – № 1. – Р. 199-204.

10. Tribological Behavior of Steel 20 After Local Cementation by Jet Electrolytic-Plasma Heating / E.V. Sokova et al // Editorial Board. – № 250. – Р. 127.

11. Smyslova M.K. Influence of Electrolytic-Plasma Treatment on the Physicochemical State of the Surface and Mechanical Properties of Steam Turbine Blades Made from Steel 20Kh13 / M.K. Smyslova, D.R. Tamindarov, A.B. Samarkina // Aerospace Engineering and Technology. – 2011. – № 7. – Р. 25-28.

12. Tabieva E.E. Influence of Surface Hardening on the Matrix Morphology and Phase Composition of Ferritic-Pearlitic Steel / E.E. Tabieva, N.A. Popova, E.L. Nikonenko // In Prospects for the Development of Fundamental Sciences: Proceedings of the XVII International Conference of Students, Postgraduates, and Young Scientists, Tomsk, April 21-24, 2020. – Vol. 1: Physics. – Р. 197-199.

13. Tyurin, Yu.N. Features of Electrolytic-Plasma Hardening (EPH). – 1999.

14. Influence of Surface Hardening on Structural-Phase Transformations in Ferritic-Pearlitic Steel St2. In Physical Mesomechanics / N.A. Popova et al 88 Materials with Multilevel Hierarchically Organized Structure and Intelligent Production Technologies. – 2020. – Р. 228.

15. Electrolytic-Plasma Treatment and Coating Deposition on Metals and Alloys / A.D. Pogrebnjak et al // Advances in Metal Physics. – 2005.

16. Pogrebnjak A.D. Electrolytic-Plasma Technology for Coating Deposition and Treatment of Metals and Alloys / A.D. Pogrebnjak, A.Sh. Kaverina, M.K. Kylyshkanov // Surface Physics and Chemistry, Protection of Materials. – 2014. – № 50(1). – Р. 72-88.

17. Study of the Influence of Electrolytic-Plasma Treatment on the Structure and Wear Resistance of Drill Tool Steel / K. Erkin et al // International Innovation Research. – 2017. – Р. 49-56.

18. Influence of Electrolyte Composition on the Microstructure, Phase Composition, and Operational Properties of Steel 45 After Electrolytic-Plasma Nitriding / Z.A. Satbayeva et al // Shakarim University Bulletin. Series of Technical Sciences. – 2024. – № 3(15). – Р. 405-414.