Безводневе азотування в тліючому розряді з незалежними параметрами процесу

БЕЗВОДНЕВЕ АЗОТУВАННЯ В ТЛІЮЧОМУ РОЗРЯДІ З НЕЗАЛЕЖНИМИ ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕСУ

HYDROGEN-FREE NITRIDING IN GLOW DISCHARGE WITH INDEPENDENT PARAMETERS OF THE PROCESS

Сторінки: 11-16. Номер: №2, 2019 (271)
Автори:
М. Є. СКИБА, М. С. СТЕЧИШИН, М. В. ЛУКʼЯНЮК, В. П. ОЛЕКСАНДРЕНКО
Хмельницький національний університет
M. Ye. SKYBA, M. S. STECHYSHYN, M. V. LUKIANIUK, V. P. OLEKSANDRENKO
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2019-271-2-11-16
Рецензія/Peer review : 14.01.2019 р.
Надрукована/Printed : 10.04.2019 р.

Анотація мовою оригіналу

Приведено аналіз переваг безводневого азотування в тліючому розряді з незалежними параметрами процесу, оцінені результати виконаних в цьому напрямку досліджень, намічено перспективи, що відкривають додаткові можливості в плані оптимізації режимів азотування, для забезпечення результатів модифікації максимальної відповідності вимогам підвищення працездатності об’єктів обробки в заданих умовах експлуатації.
Ключові слова: безводневе азотування в тліючому розряді, нітридна зона, незалежні параметри процесу, густина струму, модифікація.

Розширена анотація англійською мовою

On the basis of developed energetic theory of hydrogen-free nitriding in glow discharge (HFNGD) with independent modes of satiation of metal surfaces by nitrogen, that was approved by laboratory and industrial tests, the results of metallographic, spectroscopic, X-ray structure and frictional analysis research are obtained. The results of made researches shown that autonomous modes of NFNGD provide influence not only of mode parameters (temperature, composition of gas mixture, it’s pressure and time of nitriding), but also energetic parameters of adjustment and control of the process (density of current and voltage in gas-discharge camera). It enables to considerably decrease the energy intensity of the process and to expand the possibilities of NFNGD for the alteration of the physical and chemical properties of the nitrided surfaces. The influence of the mode parameters are analysed in the paper: temperature, composition of gas environment and pressure, on the structure and phase composition of nitrided layers and their properties. The series of research were carried out to study the influence of the current density, voltage and specific power of the electrical discharge in gas-discharge camera on the NFNGD process. It was established that the formation of nitrides occurs at the low levels of energies, and the process of surface dispersion becomes more active at high voltages. For the diffusion of nitrogen to the depth of the metal, sufficiently high levels of current density is necessary. Thus, structure and phase composition of nitrides layers are formed by combination of technological and energetic parameters.
Key words: hydrogen-free nitriding in glow discharge, nitride zone, independent process parameters, current density, modification.

References

1. KaplunV. G. Ionnoeazotirovanievbezvodorodnyhsredah : monografija / V. G. Kaplun, P. V. Kaplun. – Hmel’nickij : HNU, 2015. – 315 s.
2. PastuhI. M. Teorijaipraktikabezvodorodnogoazotirovanijavtlejushhemrazrjade / I. M. Pastuh. – Har’kov : NNCHFTI, 2006. – 364 s.
3. Ionnajahimiko-termicheskajaobrabotkasplavov / B. N. Arzamasov, A. G. Bratuhin, Ju. S. Eliseev, T. A. Panajoti. – M. : Izd-voMGTUim. N. Je. Baumana, 1999. – 400 s.
4. Lahtіn Ju. M. Struktura i prochnost’ azotirovanih splavov / Ju. M. Lahtin, Ja. D. Kogan. – M. : Metallurgija, 1992. – 176 s.
5. Arzamasov B. N. Himiko-termicheskaja obrabotka metallov v aktivizirovannyh gazovyh sredah / B. N. Arzamasov. – M. : Mashinostroenie, 1979. – 224 s.
6. Skyba M.Ie. Doslidzhennia protsesiv bezvodnevoho azotuvannia v tliiuchomu rozriadi / M.Ie. Skyba, M.S. Stechyshyn, V.P. Oleksandrenko, V.S. Kurskoi, A.V. Martyniuk // Problemy trybolohii. – Khmelnytskyi, 2018. – № 2. – S. 6–16.
7. Diaz-Guillen J. C. Effect of nitriding current density on the surface properties and crystallite size of pulsed plasma-nitrided AISI 316L / J. C. Diaz-Guillen, E.E. Granda-Gutierrez, G. Vargas-Gutierrez, M. R. Diaz-Guillen // Journal of Materials Sciences and Chemical Engineering. – 2015. – No. 3. – P. 45–51.
8. Stechyshyn M.S. Influenceofthe Ionic Nitridingof Steelsin Glow Dischargeonthe Structureand Properties of the Coatings / M.S. Stechyshyn, A.V. Martynyuk, Y.M. Bilyk, V.P. Oleksandrenko, N.M. Stechyshyna // Materials Science. – 2017. – 53 (3). – R. 343–349.
9. Moskalev B. I. Razrjad s polym katodom / B. I. Moskalev. – M. : Jenergija, 1969. – 186 s.
10. Spalvins T. Advances and Direction of Ion Nitriding / T. Spalvins // 2nd Ion Nitriding Conference, Ohio, September 18-20. – Ohio, 1989. – P. 3–11.
11. Pye D. Practical Nitriding and FerriticNitrocarburizing / D. Pye. – Ohio : ASM International, 2003. – 260 p.
12. Steel Heat Treatment. Metallurgy and Technologies / edited by G. E. Totten. – Portland, Oregon, USA : Taylor & Francis Group, 2006. – 834 p.
13. Ribet F. Influence of the Method of Heating on Ion Nitriding / F. Ribet // Ion Nitriding : proceedings of an International conference of Ion Nitriding, Cleveland, Ohio, USA, 15–17 September 1986 / edited by T. Spalvins. – Ohio : International, 1987. – P. 83–96.