ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАЛЕЙ 65Г И 45 ДО И ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО УПРОЧНЕНИЯ

В данной статье представлены результаты исследований коррозионной стойкости сталей марок 65Г и 45, которые были подвергнуты обработке методом электролитно-плазменного упрочнения (ЭПУ). Основной целью исследования было выявление изменений в коррозионных свойствах сталей в зависимости от типа среды: воды, карбамида, суперфосфата и аммиачной селитры. Исследование показало, что после ЭПУ скорость коррозии стали 45 снизилась в 8 раз по сравнению с исходным образцом, достигая значения 2,58×10−4 мм/год. Для стали 65Г также наблюдалось значительное улучшение коррозионной стойкости, особенно в среде карбамида и суперфосфата. Коррозионный потенциал данных сталей сместился в положительную сторону, что указывает на улучшение защитных свойств поверхности. Поляризационные кривые показали уменьшение коррозионного тока для стали 45 до ЭПУ в растворе пищевой соли с 562,34 µА/см² до 111,75 µА/см² в карбамиде, и до 132,67 µА/см² в суперфосфате. Для стали 65Г до ЭПУ ток коррозии в среде пищевой соли составил 67,23 µА/см², уменьшаясь до 57,28 µА/см² в карбамиде и до 60,73 µА/см² в аммиачной селитре после процесса ЭПУ. Результаты подтверждают, что ЭПУ значительно повышает коррозионную стойкость исследуемых сталей, что делает этот метод обработки перспективным для улучшения долговечности металлических изделий, используемых в агрессивных химических условиях.

1. Belinin D. S., Shchitsyn Yu. D. Features of structure formation during plasma surface hardening to a great depth of products made of 40X13 steel // Izvestiya of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. – 2012. – Vol. 14. – No. 4. – P. 1200–1205.

2. D.S. Belinin, V.S. Verkhorubov, P.S. Kuchev, N.N. Strukov, Y.D. Shchitsyn. Plasma surface hardening of hard-loading constructions made of 40X13 steel //Bulletin of PNRPU. – 2011. – P. 12–18.

3. Sidorov S.A. Technical level and resource of working bodies of agricultural machinery // Tractors and agricultural machines, – 1998. – No. 3. – P. 29.

4. Khalimov R.Sh., Ayugin N.P., Ayugin P.N., Sotnikov M.V. Durability study of working elements of agricultural machinery // Machinery and equipment for rural areas. – 2016 (2). – P. 25–27.

5. Zobnev V.V., Markov A.M., Ivanov S.G., Guryev A.M. Wear resistance of multicomponent diffusion boride coatings on working elements of agricultural machines // Actual problems in mechanical engineering. – 2014. – No. 1.

6. Martínez-Vázquez, J. Merced, Rodríguez-Ortiz, Gabriel, Hortelano-Capetillo, J. Gregorio, and Pérez-Pérez, Arnulfo. Effect of induction heating on Vickers and Knoop hardness of 1045 steel heat treated // Journal of Mechanical Engineering. – 2021. 5-15:8-15.

7. I. A. Dudnikov. Ensuring the operational properties of parts determining the reliability of agricultural machinery // Technological audit and production reserves. – 2011 (1). – P. 33–36.

8. Morshed-Behbahani K, Farhat Z, Nasiri A. Effect of Surface Nanocrystallization on Wear Behavior of Steels // A Review. Materials (Basel). – 2024 Apr 1. – V. 17(7). – P. 1618. https://doi.org/10.3390/ma17071618. PMID: 38612132; PMCID: PMC11012928.

9. Sadegh Pour-Alia, Ali-Reza Kiani-Rashida, Abolfazl Babakhania, Sannakaisa Virtanen. Severe shot peening of AISI 321 with 1,000% and 1,300% coverages: A comparative study on surface nanocrystallization, phase transformation, sub-surface microcracks, and microhardness // International Journal of Materials Research (formerly Zeitschrift fuer Metallkunde). – 2018. – V. 109(5). https://doi.org/10.3139/146.111622

10. Stepanova, T.Yu. Technologies for surface hardening of machine parts: a textbook / T.Yu. Stepanova; Ivanovo State Chemical-Technological University. – Ivanovo, 2009. – 64 p. – ISBN – 5-9616-0315-4.

11. P.I. Ostromensky, V.A. Aksenov, B.V. Korotaev, et al. Prospects for the application of high-energy technologies to increase the lateral wear resistance of rails // Actual Problems of Transport in the Asian Part of Russia, Edited by K.L. Komarov, M.Kh. Akhmetzyanov. Novosibirsk: Publishing House of SGUPS, 2001. pp. 92–98.

12. Induction and laser heat treatment of steel products: a textbook / M. V. Maisuradze, M. A. Ryzhkov, O. Yu. Kornienko, S. I. Stepanov; Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation. – Yekaterinburg: Ural University Publishing House, 2022. – 92 p.

13. Koksharov, V.V. Methods for increasing the corrosion resistance of steel. M.: Metallurgy, 2020. (Chapter on electrolytic plasma hardening).

14. Fontana, M.G., and Greene, N.D. Corrosion Engineering. McGraw-Hill, 2018. (Chapters on heat treatment methods and their impact on corrosion properties).

15. Rakhadilov, B.K., and Shynarbek, A.B. Electrolytic Plasma Surface Treatment: Enhancing Corrosion Resistance of Steel. // Journal of Materials Engineering. – 2021. – V. 34(3). – P. 301–310.

16. Smyslova, M. K., Tamindarov, D. R., & Samarkina, A. B. The effect of electrolytic plasma treatment on the physicochemical state of the surface and mechanical properties of steam turbine blades made of 20Kh13 steel // Aerospace Equipment and Technology. – 2011. – V. 7. – P. 25–28.

17. Zhang, J., and Lee, M. Recent Advances in Electrolytic Plasma Surface Treatment for Corrosion Protection // Progress in Materials Science. –2020. – V. 109. – P. 100637. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2020.100637

18. Yaghmazadeh M, Dehghanian C. Surface hardening of AISI H13 steel using pulsed plasma electrolytic carburizing (PPEC) // Plasma Processes Polym. – 2009. – V. 6. – P. 168–172. https://doi.org/10.1002/ppap.200930410

19. Kurbanbekov S, Skakov M, Baklanov V, et al. Changes in mechanical properties and structure of electrolytic plasma treated 12Cr18Ni10Ti stainless steel // Materials Testing – 2017. – V. 59. – P. 361–365. https://doi.org/10.3139/120.111014

20. Skakov M, Zhurerova L, Scheffler M (2013) Influence of regimes electrolytic-plasma processing on phase structure and hardening of steel 30CrMnSi // Adv. Mat. Res. 601. – P. 79–83. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.601.79

21. Petrov, D.V., and Sokolov, A.I. Corrosion behavior of carbon steels under various operating conditions. // Metallurgy and Corrosion Protection. – 2019. – V. 15(4). – P. 89–97.

22. Luo, Y., Zhang, H., and Li, W. Corrosion Behavior of Medium-Carbon and High-Carbon Steels under Plasma Treatment. // Materials Science Forum. – 2020. – V. 982. – P. 254–262. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.982.254

23. Mikhailov, A.N., and Zhukov, P.V. Influence of electrolyte composition on the corrosion resistance of carbon steels after electrolytic plasma treatment. // Protection of Metals and Alloys. – 2021. – V. 7(3). – P. 55–61.

24. Wang, Z., and Liu, H. Effect of Electrolyte Composition on Corrosion Resistance of Plasma Hardened Carbon Steels. // Journal of Electrochemical Science and Engineering. – 2020. – V. 10(4). – P. 403–410. https://doi.org/10.5599/jese.805.

25. Rakhadilov B. et al. Influence of plasma electrolytic hardening on the structure and properties of 20Cr2Ni4A steel // METAL 2020 - 29th International Conference on Metallurgy and Materials, Conference Proceedings. – 2020. – P. 487–493.

26. Singh, A.K., and Gupta, V. Electrolytic Plasma Hardening: Effects on Corrosion Resistance of Carbon Steels. // Surface and Coatings Technology. – 2020. – V. 384. – P. 125373. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125373