FAZOVOE SOSTOYaNIE POVERKhNOSTNYKh SLOEV STALI VKS-10 POSLE LAZERNOY OBRABOTKI I POSLEDUYuShchEGO AZOTIROVANIYa

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом рентгеновской дифрактометрии поликристаллических образцов с использованием математических методов для повышения разрешающей способности получены данные о фазовом составе и истинном уширении дифракционных максимумов стали ВКС-10 на основе Fe-Cr-Ni, подвергнутой лазерной обработке с разной интенсивностью и последующему азотированию. Также исследованы закономерности формирования нитридных фаз при рассмотренных видах обработки. Установлено, что с увеличением интенсивности лазерной обработки возрастает количество твердого раствора на основе y-Fe и оксидных фаз, а также увеличиваются ширины дифракционных линий. После азотирования появляются нитридные фазы CrN, Fe3N, Fe4N, их объемные доли значительно возрастают с увеличением интенсивности лазерной обработки, однако при двукратной лазерной обработке доля нитридных фаз снижается.

References

  1. Shlyamnev, A.P. Corrosion-resistant, heat-resistant and high-strength steels and alloys : Reference / A.P. Shlyamnev, T.V. Svistunova, R.B. Lapshina, N.A. Sorokina, V.I. Motorin, V.I. Stolyarov, S.D. Bogolyubsky, N.N. Kozlova, A.F. Edneral. — M. : Intermet Engineering. 2000.
  2. Shevchenko, S.Yu. Prospects of hardening of steels and alloys in a high-pressure gas environment / S.Yu. Shevchenko, A.E. Smirnov, Wai Yan Min Htet, Yu.N. Rozhkova, D.P. Sleptsova // Metal Sci. Heat Treat. 2020. V.62. №1—2. P.139—144. DOI : 10.1007/s11041-020-00526-z.
  3. Fakhurtdinov, R.S. Influence of heat treatment on the structure and properties of austenitic-ferritic stainless steel 03Kh24N8AD2M3 / R.S. Fakhurtdinov [et al.] // Inorganic Mater. : Applied Res. 2022. V.13. №1. P.186—193. DOI : 10.1134/S2075113322010117.
  4. Markova, E.S. Martensitic aging steels — new promising materials for GTD shafts / E.S. Markova, N.G. Pokrovskaya, A.B. Shalkevich, V.I. Gromov // Aviation Mater. Technologies. 2012. №S. P.81—84.
  5. Kuksenova, L.I. The influence of vacuum chemical and thermal treatment on the wear resistance of VKS-7 and VKS-10 steels / L.I. Kuksenova, S.A. Gerasimov, M.S. Alekseeva, V.I. Gromov // Aviation Mater. Technol. 2018. V.1. №50. P.3—8. DOI : 10.18577/2071-9140-2018-0-1-3-8.
  6. Gerasimov, S.A. Structure and wear resistance of nitrided structural steels and alloys / S.A. Gerasimov, L.I. Kuksenova, V.G. Lapteva. — M. : Publ. House of Bauman Moscow State Techn. Univer. 2012.
  7. Kablov, E.N. Developments of VIAM for gas turbine engines and installations / E.N. Kablov // Wings of the Motherland. 2010. №4. P.31—33.
  8. Smirnov, A.E. Use of combined methods of successive carburizing and nitriding of martensitic steels in lowpressure atmospheres / A.E. Smirnov, M.Yu. Semenov, A.S. Mokhova, G.S. Seval’nev // Metal Sci. Heat Treat. 2020. V.62. №1—2. P.127—132. DOI : 10.1007/s11041-020-00524-1.
  9. Xi, Y.-T. Improvement of corrosion and wear resistances of AISI 420 martensitic stainless steel using plasma nitriding at low temperature / Y.-T. Xi, D.-X. Liu, D. Han // Surf. Coat. Technol. 2008. V.202. №12. P.2577—2583. DOI : 10.1016/j.surfcoat.2007.09.036.
  10. Куксенова, Л.И. Структура поверхности слоев сталей и износостойкость после разных условий азотирования / Л.И Куксенова, В.Г. Лаптева, М.С. Мичугина, Е.В. Березина // Методы упрочнения поверхностей деталей машин. — М. : Красанд, 2008. С.341.
  11. Герасимов, С.А. Влияние нанокристаллической фазы нитридов железа на износостойкость азотированной стали 38Х2МЮА / С.А. Герасимов, В.С. Крапошин, И.В. Лисоцкий, Е.В. Березина, В.Г. Лаптева, Л. И. Кусенова // Тр. Всерос. науч.-техн. конф. «Машиностроительные технологии». —М. : Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. С.216—218.
  12. Smirnov, A.E. Technological possibilities of different nitriding techniques for saturation of heat-resistant steels of martensitic class / A.E. Smirnov, L.P. Fomina, M.Yu. Semenov, A.S. Mokhova // Metal Sci. Heat Treat. 2021. V.63. №7—8. P.437—443. DOI : 10.1007/s11041-021-00708-3.
  13. Герасимов, С.А. Азотирование конструкционных сталей триботехнического назначения и комплексная оценка качества обработки / С.А. Герасимов, Л.И. Куксенова, М.С. Алексеева, М.А. Бахирев // МиТОМ. 2020. №2. С.18—25.
  14. Алексеева, М.С. Влияние газобарического азотирования на свойства стали мартенситного класса / М.С. Алексеева, М.А. Гресс, С.П. Щербаков, С.А. Герасимов, Л.И. Куксенова // МиТОМ. 2017. №8. С.52—56.
  15. Afanasyev, V.K. Use of thermocycling deformation for raising the operating properties of low-carbon steel / V.K. Afanasyev, M.V. Popova // Metallurgy and Heat Treatment of Metals. 2022. №12. P.3—9. DOI : 10.30906/mitom.2022.12.3-9.
  16. Brover, G. Features of structure formation and formation of properties of steels during laser acoustic treatment / G. Brover, E.E. Shcherbakova // Meteorologist. 2023. №6. P.59—65. DOI : 10.52351/00260827_2023_06_59.
  17. Polikevich, K.B. Grain-boundary nitrogen diffusion model in multilayer materials / K.B. Polikevich, A.I. Plokhikh, L.P. Fomina, V.E. Putyrskii // J. Physics : Conf. Ser. 2021. V.1990. №1. DOI : 10.1088/1742-6596/1990/1/012004.
  18. Gavrilov, D.I. The effect of laser surface modification on the physico-mechanical and tribological properties of stamped steel / D.I. Gavrilov, A.V. Zhdanov, I.V. Belyaev // Polzunovsky Bull. 2022. V.2. №4. P.14—18. DOI : 10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.002.
  19. Sarkar, S. Analysis of temperature and surface hardening of low carbon thin steel sheets using Ybfiber laser / S. Sarkar, M. Gopinath, S.S. Chakraborty, B. Syed, A.K. Nath // Surf. Coat. Techn. 2016. V.302. P.344—358. DOI : 10.1016/j.surfcoat.2016.06.045.
  20. Nath, A.K. Theoretical and experimental study on laser surface hardening by repetitive laser pulses / A.K. Nath, A. Gupta, F. Benny // Surf. Coat. Technol. 2016. V.206. №8—9. P.2602—2615. DOI : 10.1016/j.surfcoat.2011.11.019 .
  21. Sidashov, A.V. Study of the phase composition and tribological properties of carbon tool steels after laser surface hardening by quasi-CW fiber laser / A.V. Sidashov, A.T. Kozakov, S.I. Yares’ko, N.G. Kakovkina, D.S. Manturov // Surf. Coat. Technol. 2020. V.385. №12.5427. P.1—13 DOI : 10.1016/j.surfcoat.2020.125427.
  22. Almuslet, N.A. Hardening enhancement for carbon steel using high power CO laser / N.A. Almuslet, A.A. Alshake // J. Multidisciplinary Eng. Sci. Technol. (JMEST). 2015. V.2. №2. P.9—13.
  23. Filatov, I. Enhancing the pitting resistance of AISI 430 stainless steel by laser treatment / I. Filatov [et al.] // Optical and Quantum Electronics. 2023. V.55. №323. DOI : 10.1007/s11082-023-04594-2.
  24. Shpis, H.J. Controlled nitriding / H. J. Shpis [et al.] // Metal Sci. Heat Treat. 2004. V.46. №7—8. P.272—276.
  25. Vintaikin, B.E. The peculiarities of the structure of the Ni-40Cr-3,5Al alloy during nitriding / B.E. Vintaikin [et al.] // Physics of Metals and Metallography. 2022. V.123. №8. P.768—774. DOI : 10.1134/s0031918x22080166.
  26. Tsvetkova, Е.V. Nitriding of steels of different structural classes produced by laser additive technologies / Е.V. Tsvetkova, K.O. Bazaleeva, I.S. Chekin, O.G. Klimova-Korsmik, A.S. Zhidkov // Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2020. V.63. №1. P.63—70. DOI : 10.17073/0368-0797-2020-1.
  27. Vintaikin, B. E. Separation of instrumental broadenings and the K component and the K doublet on two-dimensional maps of the X-ray scattering intensity distribution by direct variational methods / B.E. Vintaikin, R.N. Kuz’min // Cristallografiya. 1986. V.31. P.656—660.
  28. Смирнов, А.Е. Вакуумное азотирование теплостойкой стали после лазерной обработки / А.Е. Смирнов, Н.А. Смирнова, А.В. Пересторонин, Г.С. Севальнев // МиТОМ. 2024. №2. С.16—22.
  29. Vintaikin, B.E. Features of surface phase formation during case-hardening of iron- and titanium-based alloys / B.E. Vintaikin, A.V. Kamynin, V.S. Kraposhin, A.E. Smirnov, K.V. Terezanova, S.A. Cherenkova, V.I. Sheykina // J. Physics : Conf. Ser. 2017. №918. P.1—6.
  30. Smirnov, A.E. Control of phase composition of complexly alloyed high-temperature steels under vacuum carburizing and quenching / A.E. Smirnov // Metal Sci. Heat Treat. 2021. V.62. №9—10. P.586—593.
  31. Дворецков, Р.М. Исследование фазового состава диффузионного слоя теплостойкой стали ВКС10-У-Ш / Р.М. Дворецков, Н.А. Курпякова, Н.А. Колмыкова, Ф.Н. Карачевцев // Труды ВИАМ : Науч.-техн. журнал. 2015. №10. C.24—31.
  32. Григорьянц, А.Г. Методы поверхностной лазерной обработки : учеб. пособ. / А.Г. Григорьянц, А.Н. афонов. — М. ; Берлин : Директ-Медиа, 2021. 192 с.
  33. Завестовская, И.Н. Кристаллизация металлов в условиях сверхбыстрого охлаждения при обработке материалов ультракороткими лазерными импульсами / И.Н. Завестовская, А.П. Канавин, Н.А. Менькова // Оптический журнал. 2009. Т.75. №6. С.13—19.
  34. Гудремон, Э.А. Специальные стали : в 6 т. Т.1 / Э.А. Гудремон ; 2-е изд. — М. : Металлургия, 1966. 734 с.
  35. Tsvetkova, E.V. Effect of the structural state formed during laser melting deposition on the parameters of a nitrided layer on 25Kh13N2 martensitic steel / E.V. Tsvetkova, A.E. Smirnov, I.S. Chekin [et al.] // Russian Metallurgy (Metally). 2020. V.2020 №7. P.792—798. DOI : 10.1134/S0036029520070150.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».