电解等离子表面热处理工艺研究

牛辰睿; 代锋先; 张俊杰; 塔尔多夫·亚历山大; 赵军军

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2024.11.17

堆焊及表面工程 | 浏览量 : 0 下载量: 415 CSCD: 0

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专辑

电解等离子表面热处理工艺研究
Research on Electrolytic Plasma Surface Heat Treatment Technology
2024年54卷第11期页码：128-132
收稿：2024-10-15，

纸质出版：2024-11-25
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.11.17
稿件说明：

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牛辰睿，代锋先，张俊杰，等.电解等离子表面热处理工艺研究［J］.电焊机，2024，54（11）：128-132. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.11.17.

NIU Chenrui, DAI Fengxian, ZHANG Junjie, et al.Research on Electrolytic Plasma Surface Heat Treatment Technology[J].Electric Welding Machine, 2024, 54(11): 128-132. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.11.17.

摘要

采用电解等离子表面处理技术对3Cr13不锈钢进行表面处理，利用金相组织观察、显微硬度测试等手段探究了不同处理时间下试样的组织变化和硬度分布。研究结果表明，该技术能够在短时间内完成指定区域硬化处理，经电解等离子表面处理后形成球冠状硬化区域，完全硬化区为马氏体组织以及残余奥氏体，晶粒尺寸约为基体尺寸的2~3倍，向深处平滑过渡。不完全硬化区组织为粒状组织，晶粒细化区则为粒状珠光体组织。硬化层最高显微硬度值可达717.9 HV0.1，硬化层深度可达7.5 mm以上，其中500 HV0.1以上硬化层深度＞3 mm。处理时间的增加能够提升最高硬度值以及硬化层深度，硬化层深度受时间因素的影响更为明显，500 HV0.1以上硬化层深度由0.4 mm可提升至3.5 mm。

Abstract

The electrolytic plasma surface treatment technology was used to treat 3Cr13 stainless steel

and the microstructural changes and hardness distribution of the samples under different treatment times were investigated using metallographic structure observation and microhardness testing. The research results show that this technology can complete the hardening treatment of the specified area in a short time. After electrolytic plasma surface treatment

a spherical crown-shaped hardened area is formed

with the fully hardened area consisting of martensite structure and residual austenite

and the grain size is about 2-3 times that of the base material

transitioning smoothly towards the depth. The incompletely hardened area has a granular structure

while the grain refinement area has a granular pearlite structure. The highest microhardness value of the hardened layer can reach 717.9 HV0.1

and the depth of the hardened layer can exceed 7.5 mm

with the depth of the hardened layer above 500 HV0.1 being greater than 3 mm. Increasing the treatment time can increase the maximum hardness value and the depth of the hardened layer

with the depth of the hardened layer being more significantly affected by time factors

and the depth of the hardened layer above 500 HV0.1 can be increased from 0.4 mm to 3.5 mm.

关键词

Keywords

references

韩善果，杨永强，闫德俊 . 先进等离子焊接与切割技术研究现状［J］. 电焊机， 2013 ， 43 （ 10 ）： 6 - 9 .

HAN S G ， YANG Y Q ， YAN D J . Research status of Advanced Plasma Welding and Cutting Technology ［J］. Electric Welding Machine ， 2013 ， 43 （ 10 ）： 6 - 9 .

刘瑞良，宋天宇，边城鑫，等，等离子体电解渗入技术及其在不锈钢表面改性中的应用研究进展［J］. 材料热处理学报， 2020 ， 41 （ 12 ）： 1 - 15 .

LIU R L ， SONG T Y ， BIAN C X ， et al . Research progress of plasma electrolysis infiltration technology and its application in surface modification of stainless steel ［J］. Journal of Materials Heat Treatment ， 2020 ， 41 （ 12 ）： 1 - 15 .

朱宗宁，梅德清 . 钢铁表面液相等离子体电解渗氮技术研究进展［J］. 金属热处理， 2019 ， 44 （ 12 ）： 204 - 209 .

ZHU Z N ， MEI Q ， ZHAO W D ， et al . Research progress of plasma electrolytic nitriding technology on steel Surface ［J］. Heat Treatment of Metals ， 2019 ， 44 （ 12 ）： 204 - 209 .

WEI B J ， CHENG Y L ， LIU Y Y ， et al . Corrosion and wear resistance of AZ31 Mg alloy treated by duplex process of magnetron sputtering and plasma electrolytic oxidation ［J］. Transactions of Nonferrous Metals Society of China ， 2021 ， 31 ： 2287 - 2306 .

胡益忠，孟建兵，栾晓声，等 . 面向钛合金微细铣削的等离子体电解氧化膜层的制备与性能分析［J］. 表面技术， 2021 ， 50 （ 04 ）： 376 - 384+401 .

HU Y Z ， MENG J B ， LUAN X S ， et al . Preparation and Properties analysis of plasma electrolytic oxide film for titanium alloy micro-milling ［J］. Surface Technology ， 2021 ， 50 （ 04 ）： 376 - 384+401 .

郭凯，于海龙，唐恩凌，等 . 钛表面等离子体电解氧化制备的Ca-P-Si生物活性陶瓷膜的电化学性能［J］. 材料导报， 2017 ， 31 （ 14 ）： 61 - 66+71 .

GUO K ， YU H L ， TANG E L ， et al . Electrochemical properties of Ca-P-Si bioactive ceramic films prepared by plasma electrolytic oxidation on Titanium surface ［J］. Materials Review ， 2017 ， 31 （ 14 ）： 61 - 66+71 .

BELKIN P N ， KUSMANOV S A ， PARFENOV E V . Mechanism and technological opportunity of plasma electrolytic polishing of metals and alloys surfaces ［J］. Applied Surface Science Advances ， 2020 ， 1 ： 100016 .

张盛攀 . 3Cr13马氏体不锈钢的组织与性能研究［D］. 辽宁：东北大学， 2013 .

ZHANG S P . Study on Microstructure and Properties of 3Cr13 Martensitic Stainless Steel ［D］. Liaoning ： Northeastern University ， 2013 .

白鹤，王伯健 . 马氏体不锈钢成分、工艺和耐蚀性的进展［J］. 特殊钢， 2009 ， 30 （ 2 ）： 30 - 33 .

BAI H ， WANG B J . Progress of composition， technology and corrosion resistance of martensitic stainless Steel ［J］. Special Steel ， 2009 ， 30 （ 2 ）： 30 - 33 .

张喆 . 热处理工艺对4Cr13马氏体不锈钢组织与性能的影响研究［D］. 辽宁：东北大学， 2013 .

ZHANG Z . Effect of Heat treatment Process on microstructure and properties of 4Cr13 martensitic stainless steel ［D］. Liaoning ： Northeastern University ， 2013 .

纪刚强 . 不锈钢电解质等离子体抛光界面反应机理研究［D］. 山西：太原理工大学， 2023 .

JI G Q . Study on interface reaction mechanism of Stainless Steel electrolyte plasma polishing ［D］. Shanxi ： Taiyuan University of Technology ， 2023 .