ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ СТАЛИ 65Г ПРИ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ЗАКАЛКЕ

В данной работе исследовано влияние метода электролитно-плазменной закалки (ЭПЗ) на сталь марки 65Г. Перед проведением исследований поверхность образцов была механически выровнена, затем подвергнута операциям шлифования и полирования, в результате чего были полностью удалены исходные поверхностные дефекты и посторонние слои. В ходе эксперимента в качестве электролита использовался 20%-ный раствор карбоната натрия, и для трёх образцов ЭПЗ осуществлялась при различных временах нагрева. Показано, что исходная микроструктура материала состоит из структурных составляющих феррита и перлита. В результате закалки аустенит превращается в мартенсит, формируя сверхмелкую игольчатую структуру.
Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показали, что электролитно-плазменная обработка существенно изменяет структуру поверхностного слоя: происходит измельчение зёрен, формирование карбидных фаз и значительное увеличение микротвёрдости поверхностного слоя. Установлено, что образование мартенсита и влияние легирующего элемента марганца на прокаливаемость стали позволяют повысить твёрдость в 3,1-3,56 раза.
Результаты исследования показывают, что обработка стали 65Г методом ЭПЗ приводит к улучшению её микроструктуры и механических свойств, повышению прочности и надёжности обработанных деталей, а также увеличению срока их службы. В связи с этим данный метод может быть использован как перспективная и эффективная технология при изготовлении пружин, валов, зубчатых колёс и других ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и трения, в машиностроении, транспортной и сельскохозяйственной технике.

1. Belkin P.N. Plasma electrolytic hardening of steels: Review / P.N. Belkin, S.A. Kusmanov // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. – 2016. – Vol. 52, № 6. Р. 531-546.

2. The Role of Current Density Distribution on Local Hardening of 20GL Steel During Electrolytic Plasma Processing / R. Kurmangaliyev et al // Materials. – 2025. – № 18(22). – Р. 5073.

3. Effect of electrolyte-plasma surface hardening on structure wheel steel 2 / B.K. Rakhadilov et al // Bulletin of the Karaganda University «Physics Series». – 2020. – Vol. 98, № 2. – P. 68-74.

4. Influence of plasma electrolytic hardening modes on the structure and properties of 65G steel / B.K. Rakhadilov et AL // Eurasian Journal of Physics and Functional Materials. – 2021. – Vol. 5, № 3. – Article 6.

5. Effect of Electrolytic-Plasma Hardening on the Microstructure and Tribological Properties of Low-Alloy Steels / B. Rakhadilov et al // Metals. – 2025. – Vol. 15, № 7. – Article 698.

6. The Effect of Electrolytic-Plasma Hardening Time on the Microstructure, Hardness, and Corrosion Behavior of Medium-Carbon Steel / Y. Mukhametov et al // Crystals. – 2025. – № 15(12). – Article 1058.

7. Metallographic Sample Preparation and Examination. Academia.edu. – 2015. – P. 12-36.

8. Electrolytic Plasma Hardening of 20GL Steel: Thermal Modeling and Experimental Characterization of Surface Modification / B. Rakhadilov et al // Applied Sciences. – 2025. – Vol. 15, № 15. – Article 8288.

9. GOST 9450-76. Metody opredeleniya mikrotverdosti. Vikkers. Moskva: Izdatel'stvo standartov, 1976. – 35 s. (In Russian).

10. Marček Ľ. Microscopic Analysis of Structure and Wear for Metallic Materials Using SEM / Ľ. Marček, J.Jr. Vavro, J. Vavro // Applied Sciences. – 2024. – Vol. 14, № 20. – Article 9378.

11. Reed-Hill R.E. Physical Metallurgy Principles. 4th edition / R.E. Reed-Hill, R. Abbaschian // Boston: Cengage Learning. – 1994. – P. 212-235.

12. Bhadeshia H.K.D.H. Steels: Microstructure and Properties. 4th edition / H.K.D.H. Bhadeshia // Oxford: Butterworth-Heinemann. – 2017. – P. 145-160.