Effect of ion nitriding on durability of machine parts exposed to joint action of bending and fretting

The research was done to carry out a comparative assessment of the durability of samples made of steel 45 in the initial state without chemical heat treatment and after ion nitriding in hydrogen-free media, to determine the effect of technological modes of ion nitriding on fretting fatigue. Tests were carried out on samples made of steel 45 subjected to ion nitriding in hydrogen-free media under different conditions. The tests were carried out on the standard machine UKI-10M designed for fatigue tests at bending. At article present results analysis of influence of process-dependent parameters of ion nitriding in hydrogen-free media on fretting fatigue of steel 45 exposed to the joint action of bending stress and contact stress. Ion nitriding in hydrogen-free saturating media eliminates hydrogen harmful effect on metal and significantly improves the durability of steel 45. The durability of structural elements at fretting-fatigue is seriously affected by process-dependant parameters of ion nitriding and residual compressive stress which can be optimized in terms of maximum durability.

Przeprowadzono badania porównawcze trwałości próbek wykonanych ze stali 45, w stanie początkowym bez obróbki cieplno-chemicznej oraz po azotowaniu jonowym w atmosferze wolnej od wodoru, w celu określenia wpływu sposobów technologicznych azotowania jonowego na zmęczenie przez fretting. Testy przeprowadzono na standardowej maszynie UKI-10M przeznaczonej do badań zmęczeniowych ze zginaniem. W pracy przedstawiono wyniki analiz wpływu parametrów procesu azotowania jonowego na zmęczenie przez fretting próbek ze stali 45 narażonych na działanie naprężeń zginających i naprężeń kontaktowych. Azotowanie jonowe w atmosferze bezwodorowej eliminuje szkodliwy wpływ wodoru na powierzchnię metalu i znacznie poprawia trwałość stali 45.