Азотирование стали 40х13 в индуктивно-связанной плазме: влияние потенциала смещения образца (2022)

Рассмотрено влияние амплитуды электрического потенциала смещения на структурные и функциональные свойства стали 40х13 при высокочастотном азотировании в индуктивно-связанной плазме смеси аргона, водорода и азота. В результате азотирования формируется трёхслойная структура в приповерхностном слое, кристаллическая структура которого зависит от прикладываемого к нему потенциала смещения. Толщина азотируемого слоя и шероховатость поверхности нелинейно зависят от амплитуды потенциала вследствие изменения интенсивности распыления поверхности ионами из плазмы. Износостойкость в условиях сухого трения и коррозионная стойкость стали 40х13 в растворе 3,5 масс. % NaCl повышаются по мере увеличения амплитуды потенциала смещения от -20 до -80 В, о чём свидетельствует снижение скорости износа от 5,010-4 до 4,810-7 мм3/(мН) и плотности тока коррозии от 1,610-9 до 1,710-10 А/см2, соответственно. Полученные результаты могут быть использованы для разработки дуплексной технологии обработки материалов.

This article describes the influence of a bias potential on structural and functional properties of austenitic steel 40h13 after radio-frequency nitriding using an inductively coupled plasma of a mixture of argon, hydrogen and nitrogen. The three-layer structure is formed in a surface layer of the steel, its crystal structure depends on the bias potential. The thickness of the nitrided layer and surface roughness non-linearly depend on the bias potential due to changing an intensity of surface sputtering by plasma ions. Wear resistance and corrosion resistance of 40h13 steel in 3.5 wt. % NaCl solution are increased from 5.010-4 to 4.810-7 mm2/(m N) and from 1.610-9 to 1.710-10 A/cm2 as the bias potential changes up to -80 V, respectively. The obtained results can be used to modify a duplex technology for material processing.

Тип: Статья
Автор (ы): Сиделёв Дмитрий Владимирович
Соавтор (ы): Воронина Екатерина Дмитриевна, Кожина Ольга Ивановна, Грудинин Владислав Алексеевич, Столбовская Галина Николаевна
Ключевые фразы: микротвердость

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Физика
УДК
539.8. Прочие физико-механические действия на твердые материалы
Префикс DOI
10.51368/1996-0948-2022-2-16-23
eLIBRARY ID
48444722
Текстовый фрагмент статьи