Technological aspects of creation of nitrided discrete coatings with using laser processing

Authors

  • Наталія Володимирівна Іщук National Aviation University Prosp. Kosmonavta Komarova, 1, Kyiv, Ukraine, 03680, Ukraine
  • Мирослав Васильович Кіндрачук National Aviation University Prosp.Kosmonavta Komarova,1, Ukraine, 03680, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0529-2466
  • Володимир Миколайович Писаренко Kiev Politechnical Institute St. Politechnicheskaya, 35, Kyiv, Ukraine, 03056, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.18107

Keywords:

hardening, discrete coatings, nitriding, laser, stress, structure, phase, wear resistance

Abstract

The results of studying wear-resistant nitrided coatings of steels by combined laser and chemical-thermal processing are given in the paper. A new approach to design and formation of discrete nitrided coatings was formulated and implemented, based on purposeful use of structural-phase state of steels after previous laser treatment, which determines qualitative and quantitative changes in the nitrided layer. The regularities of the influence of previous laser processing in quenching and doping modes on phase and chemical composition, structure and properties of nitrided layers on steels were established. Increased solubility of nitrogen after laser treatment is the result of defect structure.

The influence of secondary structural heterogeneity of the surface, formed by discrete laser treatment, on wear resistance was investigated. It was established that previous laser processing significantly accelerates diffusion processes of nitriding, increases microhardness and changes phase composition compared with traditional nitriding methods. Experimental studies allowed establishing regularities of the influence of parameters of discrete structure, stress-strain state, surface nitrogen concentration, phase composition, microhardness of modified surface on its wear resistance. It is shown that discrete laser treatment improves wear resistance of steel 40X twice, continuous nitriding by 2.8 times and discrete nitriding by 5.6 times.

Author Biographies

Наталія Володимирівна Іщук, National Aviation University Prosp. Kosmonavta Komarova, 1, Kyiv, Ukraine, 03680

Graduate student

Engineering Department

Мирослав Васильович Кіндрачук, National Aviation University Prosp.Kosmonavta Komarova,1, Ukraine, 03680

Doctor of Sciences, Professor, Head of Department

Engineering Department

Володимир Миколайович Писаренко, Kiev Politechnical Institute St. Politechnicheskaya, 35, Kyiv, Ukraine, 03056

Ph.D., Senior Researcher

Engineering Department

References

  1. Кіндрачук М.В. Триботехнічні властивості плазмових покриттів з дискретною структурою / М.В. Кіндрачук, Н.В. Іщук, В.В. Постернак // Проблеми трибології. – 2003. - №1. – С.75-81.
  2. Кіндрачук М.В. Напружено-деформований стан дискретно оброблених лазером сталей під час контактної взаємодії / М.В. Кіндрачук, М.С. Яхья, Н.В. Іщук // Проблеми тертя та зношування: Науково-технічний збірник. – К.: НАУ, 2006. – Вип. 46. – С.29 –39.
  3. Кіндрачук М.В. Закономірності формування азотованих шарів, комбінованою лазерно – хіміко – термічною обробкою сталей / М.В. Кіндрачук, Н.В. Іщук, Л.Ф. Головко, В.М. Писаренко // Металознавство та обробка металів. – 2007. - №1. - С.31 –35.
  4. Кіндрачук М.В Поверхневе зміцнення сталей нанесенням дискретних азотованих шарів / М.В. Кіндрачук, М.С. Яхья, О.В. Герасимова, Н.В. Іщук // Технологічні системи. – 2007. – №1. С.45 – 49.
  5. Корнієнко О.А. Формування покриттів триботехнічного призначення комбінованою, лазеро-хіміко-термічною обробкою / О.А. Корнієнко, М.С. Яхья, Н.В. Іщук, В.М. Писаренко // Проблеми тертя та зношування: науково-технічний збірник. – К.: НАУ, 2008. – Вип. 49, т.2. – С.61 – 65.
  6. Кіндрачук М.В. Визначення параметрів дискретної структури покриттів триботехнічного призначення / М.В. Кіндрачук, М.С. Яхья, В.М. Кіндрачук, О.А. Корнієнко, Н.В. Іщук // Проблеми тертя та зношування: Науково-технічний збірник. – К.: НАУ, 2008. – Вип. 50. – С.5 – 15.
  7. Іщук Н.В. Дослідження особливостей впливу попередньої лазерної обробки на фазовий склад, будову і властивості азотованих шарів на сталях У8, 40Х13, 12Х8Н10Т та 40Х / Н.В. Іщук // Проблеми тертя та зношування. – К. НАУ, 2010 – Вип. 53. – С. 221 – 225.
  8. Пат. 19551 України МПК (2006) С23С 8/02. Спосіб комбінованої лазеро – хіміко – термічної обробки матеріалів / Іщук Н.В., Писаренко В.М., Кіндрачук М.В., Головко Л.Ф., - №4 2006 07450; заявл. 04.07.06; опубл. 15.12.06, Бюл. № 12. – 6с.
  9. Пат. 25412 Україна, МПК (2006) С23С 8/02. Спосіб отримання зносостійких дискретних азотованих шарів / Кіндрачук М.В., Іщук Н.В., Писаренко В.М., Головко Л.Ф., Яхья М.С., – № 200703002; заявл. 22.03.07; опубл. 10.08.07, Бюл. № 12. – 5с.
  10. Пат. 31198 Україна, МПК (2006) С23С 8/02. Спосіб комбінованої лазеро-хіміко-термічної обробки сталевих виробів / Кіндрачук М.В., Іщук Н.В., Писаренко В.М., Головко Л.Ф., Яхья М.С., Корнієнко А.О. – 3200714419; заявл. 20.12.07; опубл. 25.03.08, Бюл. № 6. – 4 с.
  11. Kindrachuk, M.V.(2003)Tribotechnical features of plasma surfaces which have discrete structure. Problems of tribology, 1, 75-81.
  12. Kindrachuk, M.V. (2006) Mode of deformation of discretely processed by laser steels during contact interaction / Problems of friction and frazzle: Scientific and Technical digest, 46, 29-39.
  13. Kindrachuk, M.V. (2007)Regularities of formation nitrided layers by combined laser-chemical and thermic processing of steels. Metal science and processing of metals, 1, 31-35.
  14. Kindrachuk, M.V. (2007) Superficial strengthening of steels by bringing on discrete nitrided layers. Technological systems, 1, 45-49.
  15. Kornienko O.A. (2008) Formation of surfaces which have tribotechnical function by combined laser-chemical and thermic processing. Problems of friction and frazzle: Scientific and Technical digest, 49, 61-65.
  16. Kindrachuk, M.V. (2008) Definition of parameters of discrete structure of surfaces which have tribotechnical function. Problems of friction and frazzle: Scientific and Technical digest,50, 5-15.
  17. Ischyk ,N.V. (2010) Research of features of effect of previous laser processing on phase composition, structure and features of nitrided layers on steels У8, 40Х13, 12Х8Н10Т, 40Х. Problems of friction and frazzle, 53, 221-225.
  18. Ischuk N. V., Pisarenko V. M., Kindrachuk M. V., Golovko l. F. (2006) Mode of combined laser-chemical and thermic processing of materials, Kyiv, Ukraine, 12,6.
  19. Kindrachuk M. V., Ischuk N. V., Pisarenko V. M., Golovko l. F., Iahia M. S. (2007) Mode of obtaining abrasion resistant discrete nitrided layers, Kyiv, Ukraine, 12,5.
  20. Kindrachuk M. V., Ischuk N. V. (2006) Mode of combined laser-chemical and thermic processing of steel products,Kyiv, Ukraine,12,4.

Downloads

Published

2013-10-24

How to Cite

Іщук, Н. В., Кіндрачук, М. В., & Писаренко, В. М. (2013). Technological aspects of creation of nitrided discrete coatings with using laser processing. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(5(65), 19–24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.18107

Issue

Vol. 5 No. 5(65) (2013): Applied physics

Section

Applied physics

License

Copyright (c) 2014 Наталія Володимирівна Іщук, Мирослав Васильович Кіндрачук, Володимир Миколайович Писаренко

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The consolidation and conditions for the transfer of copyright (identification of authorship) is carried out in the License Agreement. In particular, the authors reserve the right to the authorship of their manuscript and transfer the first publication of this work to the journal under the terms of the Creative Commons CC BY license. At the same time, they have the right to conclude on their own additional agreements concerning the non-exclusive distribution of the work in the form in which it was published by this journal, but provided that the link to the first publication of the article in this journal is preserved.

A license agreement is a document in which the author warrants that he/she owns all copyright for the work (manuscript, article, etc.).
The authors, signing the License Agreement with TECHNOLOGY CENTER PC, have all rights to the further use of their work, provided that they link to our edition in which the work was published.
According to the terms of the License Agreement, the Publisher TECHNOLOGY CENTER PC does not take away your copyrights and receives permission from the authors to use and dissemination of the publication through the world's scientific resources (own electronic resources, scientometric databases, repositories, libraries, etc.).
In the absence of a signed License Agreement or in the absence of this agreement of identifiers allowing to identify the identity of the author, the editors have no right to work with the manuscript.
It is important to remember that there is another type of agreement between authors and publishers – when copyright is transferred from the authors to the publisher. In this case, the authors lose ownership of their work and may not use it in any way.