Формирование градиентно-слоистой структуры в конструкционной стали при плазменной закалке

Аннотация

Исследованы структурные особенности конструкционной стали в процессе поверхностного плазменного упрочнения. Показано, что при скоростном нагреве и охлаждении в поверхностной зоне формируется градиентно-слоистая структура, определяемая различными механизмами превращения аустенита (γ→α) в сечении закаленной зоны. Установлено, что в поверхностной зоне развивается бездиффузионное мартенситное превращение, которое приводит к образованию игольчатого мартенсита. В нижних слоях распад аустенита сопровождается процессом диффузии и в дальнейшем образовании пластинчатой феррито-карбидной смеси разной степени дисперсности. Показано, чем больше скорость охлаждения, тем дисперснее получающаяся феррито-карбидная смесь, тем меньше величина межпластиночного расстояния. Это ведет к тому, что с увеличением степени дисперсности прочностные характеристики (прочность - σ_в твердость - НВ) возрастают, а пластические характеристики (относительное удлинение - δ и сужение – ψ) уменьшаются.

Отмечено, что формирование в поверхностном слое стали градиентно-слоистой структуры позволяет исключить образование  резкой границы перехода от структур мартенсита к троосто-мартенситным и смешанным пластинчатым структурам (троостит, сорбит), являющего одним из важных факторов, с помощью которого можно  повысить контактно-усталостную прочность стали и в дальнейшем будет способствовать ее трещиностойкости.