Influence of electrolytic plasma cementation on the microhardness and wear resistance of steel 12Cr18Ni10Ti

The present work presents the results of electrolytic-plasma treatment influence on the mechanical properties and structural-phase condition of the surface layers of 12Cr18Ni10Ti steel. In the work, the mechanical characteristics of the surface layers that have been pack cemented by electrolytic plasma with the composition of 10% Nа₂CO₃ and 10% С3Н8О3 are investigated. The operational parameters for the processing are determined. The optimal content of components in saturating mixtures of plasma by cementation is defined. Structural research of the samples was carried out by x-ray diffraction analysis, and optical and electron microscopy. The comparative study of the structure, phase and chemical composition of the modified surface layers of steel 12Cr18Ni10Ti is executed after electrolytic plasma processing. According to the study, after electrolyte plasma processing, high wear resistance and hardness increased by a factor of 2 to 2.5 more than in the original condition. A hardened layer with a thickness 200–250 µm is formed. It is shown that, after the electrolyte-plasma processing of steel 12Cr18Ni10Ti, the microstructure contains particles of carbides and has a fine-grained martensitic structure.

W pracy przedstawiono wyniki wpływu obróbki elektrolityczno-plazmowej na własności mechaniczne i stan strukturalno-fazowy warstwy wierzchniej stali 12Cr18Ni10Ti. W pracy badano charakterystyki mechaniczne warstwy wierzchniej stali cementowanej w elektrolitycznej plazmie o składzie 10% Nа2CO3 i 10% С3Н8О3. Określono warunki prowadzenia procesu oraz optymalny skład mieszaniny plazmy. Badania strukturalne próbek prowadzono z wykorzystaniem analizy rentgenowskiej dyfrakcyjnej, mikroskopii optycznej i elektronowej. Badania porównawcze struktury, faz i składu chemicznego modyfikowanej warstwy wierzchniej stali 12Cr18Ni10Ti wykonano po obróbce elektrolityczno-plazmowej. Na podstawie badań stwierdzono, że w wyniku obróbki wzrosła odporność na zużywanie i twardość (2–2,5-krotnie w odniesieniu do stanu przed obróbką). Utwardzona warstwa ma grubość 200–250 µm. Świadczy to o tym, że w wyniku obróbki elektrolityczno-plazmowej stali 12Cr18Ni10Ti jej mikrostruktura zawiera cząstki węglików i ma drobnoziarnistą strukturę martenzytyczną.