The paper considers a new technology of plasma surface carburization using graphite-containing pastes made from liquid glass and graphite. The use of this type of coating along with a new composition of the plasma-forming gas (a mixture of argon and carbon dioxide) allows one to saturate the metal surface with carbon without surface melting. It is established that during the time interval of plasma action, 0.1 -1 sec, the surface layer is saturated with carbon to the level of white iron concentration. Microstructures and characteristics of the metal surface after plasma cementation have been studied. The main parameters of the cemented layer are determined: the depth of the cemented layer amounts 35 -250 μm and the microhardness up to 12000 MPa. Depending on the composition of the coating and the cooling rate, γ → α − transformation can result in the formation of a wide range of structural components. The morphological composition obtained in the process of plasma surface carburization is very diverse and specific that is due to the distribution of carbon in the volume of material in the plasma treatment zone, the speed parameters of heating and cooling, and the composition of the graphite coating. Each phase and structure present in the hardened layer (retained austenite, cementite, martensite, ledeburite) has its own varieties. The cemented layer consists of two zones, where the first zone with significant carbon supersaturation (white iron structure) is formed due to frontal diffusion of carbon (layer structure: ledeburite, austenite, martensite). The second zone is formed due to intensive or reactive diffusion, in this zone the carbon concentration gradually approaches the initial one. The band structure of the cemented surface layer clearly indicates on a gradient of carbon concentration in the steel.Keywords: plasma surface hardening of metals, carbonaceous paste, plasma cementation, diffusion, microhardness, cemented layer.
Плазменная поверхностная цементация с использованием графитового покрытияБалановский А. Е., Vu Van Huy † Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова 83, 664074, г. Иркутск, РоссияРассмотрена новая технология выполнения плазменной поверхностной цементации с использованием графитосо-держащих паст, приготовленных из жидкого стекла и графита. Применение данного типа покрытия вместе в сочета-нии с новым составом плазмообразующего газа (смесь аргона и углекислого газа) позволяет проводить насыщение поверхности металла углеродом без оплавления. Установлено, что за время воздействия плазмы 0,1-1 с поверхност-ный слой насыщается углеродом до уровня концентрации белого чугуна. Изучены микроструктуры и характери-стики поверхности металла после плазменной цементации. Определены основные параметры цементированного слоя: глубина цементированного слоя составляет 35 -250 мкм, микротвердость до 12000 МПа. В зависимости от со-става покрытия и скорости охлаждения γ → α − превращение может завершиться формированием широкого спек-тра структурных составляющих. Морфологич...