The allocation of the microhardness of steel under pulsed plasma treatment

Authors

  • M. O. Savinkov ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь, Ukraine
  • Yu. E. Kolyada Мариупольский государственный университет, г. Мариуполь, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.29.2014.39220

Keywords:

pulsed-plasma treatment, the electro thermal accelerator, micro hardness, the structure, the modified layer

Abstract

. In this paper, we investigate the dependence of micro-hardness and structure of the modified layer samples of steel U8 on the parameters of pulsed plasma treatment. To create a pulsed high plasma flows at atmospheric pressure was used the original design of the axial plasma electro- thermal accelerator operating in gas-dynamic mode. The density and plasma temperature of about 1016 sm-3 and (1-2 )eV, respectively. Experimentally determined the optimal parameters of pulsed-plasma treatment that allow you to mix the thickest modified (white) layer and the high values of micro- hardness: pulsed arc discharge voltage -4.0 kV, the distance from the sample to the source of 30 mm, the number of pulses processing: N = 2-6, layer thickness - (51-73) mcm. For a different number of pulses processing experimental curves micro- hardness samples depth of the modified layer are obtained. Micro- hardness varies with distance into the sample to the level of reference values (i.e., the untreated sample). Defined modes that let you control the distribution of micro hardness depth of the sample. It is possible to obtain maximum values of micro -hardness on the surface or the maximum in depth of the modified layer at a distance of ≈ (0,02-0,08) mm from the surface. The mechanisms of formation and localization of these maxima are discussed

Author Biographies

M. O. Savinkov, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь

Кандидат физико-математических наук, доцент

Yu. E. Kolyada, Мариупольский государственный университет, г. Мариуполь

Доктор физико-математических наук, профессор

References

Упрочнение поверхности и повышение износостойкости металлических материалов при обработке потоками высокотемпературной импульсной плазмы / Б.А. Калин [и др.] // Физика и химия обработки материалов. – 2010. – № 2. – С. 21-27.

Features of the morphology, defect substructure ,and phase composition of metal and alloy surfaces upon high-power ion irradiation / A.D. Korotaev [et al.] // Surface and Coatings Technology. – 2004. – V. 185. – № 1. – P.38-49.

Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками / Дж.М. Поут [и др.]. – М. : Машиностроение, 1987. – 424 с.

Калин Б.А. Радиационно-пучковые технологии обработки конструкционных материа-лов/ Б.А. Калин // Физика и химия обработки материалов. – 2001. – № 4. – С. 5-16.

Влияние обработки потоками высокотемпературной импульсной плазмы на коррозионную стойкость сталей в различных агрессивных средах / В.Л. Якушин [и др.] // Инженерная физика. – 2007. – № 4. – С.49-58.

Investigation of the structural-phase state of cladded steels treated by pulsed plasma plows / V.L. Yakushin [et al.] // Proc. 9 Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. – Tomsk, 2008. – P. 693-696.

Бойко В.И. Модификация металлических материалов импульсными мощными пучками частиц / В.И. Бойко, А.Н. Валяев, А.Д. Погребняк // Успехи физических наук. – 1999. – Т. 169. – № 11. – С. 1243-1270.

Погребняк А.Д. Модификация свойств материалов и осаждение покрытий с помощью плазменных струй / А.Д. Погребняк, Ю.Н. Тюрин // Успехи физических наук. – 2005. – Т. 175. – № 5. – С. 515-544.

Влияние интенсивности плазменного воздействия на микротвёрдость стали 45 при электровзрывном боромеднении / Е.С. Ващук [и др.] // Физика и химия обр. материалов. – 2011. – №2. – С. 99-100.

Физико-химическое состояние покрытия из нержавеющей стали SUS316L нанесённого на подложку из малоуглеродистой стали SS400 / А.Д. Погребняк [и др.] // Физика металлов и металловедение. – 2004. – Т. 97. – №5. – С. 44-52.

Formation of a defect structure in a near surface α-FE layer after high power ion beam expo-sure / A.D. Pogrebnjak [et al.] // Physica Status Solidi A. – 1991. – V. 123. – No.1. – P. 119-130.

Тепловое состояние системы покрытие-подложка в условиях финишного плазменного упрочнения / П.А. Тополянский [и др.] // Физика и xимия обр. материалов. – 2011. – №1. – С. 32-35.

Fedun V.I. Dynamics of phase transformations by electron beem surface modification of metals and alloys / V.I. Fedun, Yu.E. Kolyada // Problems of Atomic Science and Technology. – 2010. – № 4. – P. 316-320.

The use of a magnetic switch for commutation of high-current pulse circuits / Yu.E. Kolyada [et al.] // Instruments and Experimental Techniques. – 2001. – V. 44. – № 2. – P. 213-214.

How to Cite

Savinkov, M. O., & Kolyada, Y. E. (2015). The allocation of the microhardness of steel under pulsed plasma treatment. Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical Sciences, (29), 70–80. https://doi.org/10.31498/2225-6733.29.2014.39220