В производстве трубопроводной арматуры для улучшения характеристик металлических изделий применяют метод ионно-плазменного азотирования. Он формирует на поверхности изделия защитный слой, который усиливает сопротивляемость к образованию микротрещин, повышает прочность и стойкость к коррозии. Этот способ экологически безопасен, прост в управлении, а еще универсален для упрочнения всех видов сталей и сплавов. Но в России активное использование ионного азотирования в промышленности началось относительно недавно. Производить нужное оборудование стали также намного позже, чем в других странах. Тем не менее, отечественные установки уже существуют. Ученые Пермского Политеха впервые провели сравнительные исследования модифицированных слоев, полученных с помощью европейского и российского оборудования.
Вид деталей «шибер» и «шток» в плазме во время процесса упрочнения / © Светлана Порозова, «Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия»
Статья опубликована в журнале «Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия», 2024 год. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Во многих отраслях промышленности от качества труб и запорно-регулирующей аппаратуры зависит не только бесперебойная транспортировка жидкости и газов, но и в целом безаварийная работа производств. Существенно повысить эксплуатационные характеристики изделий из металлов и сплавов можно благодаря защитным покрытиям на поверхности. Применение для этого ионно-плазменного азотирования – наиболее перспективный вариант. В процессе обработки ионы азота внедряются в структуру материала, формируя на поверхности слой, который повышает твердость и износостойкость металла.
В российской промышленности такую технологию начали применять не так давно. Но производимые на сегодняшний день современные установки уже могут конкурировать с зарубежными аналогами. В целях импортозамещения отечественные предприятия активно развивают эту сферу, осваивая новые виды продукции и технологий для повышения надежности и качества производства. Но при этом сравнение полученных результатов с зарубежными – это важный аспект в совершенствовании российской сферы арматуростроения.
Ученые Пермского Политеха впервые представили сравнительные данные, полученные на оборудовании разных производителей (Болгарии и России). Исследованы результаты формирования защитных слоев на сталях, которые широко применяют в производстве трубопроводной арматуры.
Для экспериментов политехники выбрали четыре различные марки хромоникелевой стали. Их подвергали ионному азотированию на обеих установках с одинаковыми режимами обработки. После детально исследовали микроструктуру и микротвердость азотированных слоев.
«Результаты показали, что модифицирование поверхности металла привело к увеличению твердости поверхности всех марок и образцы сохранили равномерную структуру без внешних дефектов. Более того, эффект от использования отечественной установки оказался даже лучше в некоторых аспектах обработки. Максимальный результат наблюдается на стали 07Х16Н6, микротвердость ее поверхности увеличилась в пять раз. А минимальные показатели (повышение в 2,8 раза) отмечены на стали 12Х18Н10Т», – рассказывает доктор технических наук, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций ПНИПУ Светлана Порозова.
Исследование ученых Пермского Политеха доказало, что российское оборудование для ионно-плазменного азотирования не уступает зарубежному и демонстрирует сопоставимые достойные результаты упрочнения поверхности металлических деталей. Импортозамещение в сфере арматуростроения приведет к сохранению качества получаемой продукции.
