V. R. Baraz, E. A. Ishina, E. A. Yurchenkov
A STATISTICAL METHOD FOR DETERMINING THE MODE OF ION-PLASMA NITRIDING
DOI: 10.17804/2410-9908.2023.6.098-106 Mathematical planning is used in order to determine the optimal mode for ion nitriding of the 38Cr2Ni2Mo structural steel. This is justified by the requirement to preserve strictly limited functional parameters obtained as a result of diffusion saturation: hardness ranging between 450 and 650 HV in a 0.15–0.40-mm-deep layer. The implementation of factor planning and the regression processing of the obtained data enable us to arrive at an analytical expression in the form of a linear function for the studied optimization parameters (microhardness and layer depth). This makes it possible to assess the degree and direction of the influence of the factors under study on the optimization parameters of interest.
Keywords: ion-plasma nitriding, microstructure, experimental mathematical planning, regression dependencies, depth of nitration  References:
- Filippov, M.A., Kositsyna, I.I., and Gervasyev, M.A. Poverkhnostnaya obrabotka i pokrytiya v mashinostroenii [Surface Treatment and Coatings in Mechanical Engineering]. USTU–UPI Publ., Ekaterinburg, 2009, 212 p. (In Russian).
- Goncharenko, I.A., Zolotukhin, V.I., and Gvozdev, A.E. Osnovy tekhnologii termicheskoy obrabotki stali [Fundamentals of Heat Treatment Technology for Steel]. Grif i K. Publ, Tula, 2006, 326 p. (In Russian).
- Ramazanov, K.N., Agzamov, R.D., Budilov, V.V., Vafin R., and Khusainov Yu. Ionnoye azotirovanie staley v tleyushchem razryade nizkogo davleniya [Ion Nitriding of Steels in a Low-Pressure Glow Discharge]. Innovatsionnoe Mashinostroenie Publ., Moscow, 2016, 335 p. (In Russian).
- Lakhtin, Yu.M., Kogan, Ya.D., Shpis, G., and Bemer Z. Teoriya i tekhnologiya azotirovaniya [Nitriding Theory and Technology]. Metallurgiya Publ, Moscow, 1991, 320 p. (In Russian).
- Petrova, L.G. Internal nitriding of high-temperature steels and alloys. Metal Science and Heat Treatment, 2001, 43 (1–2), 11–17. DOI: 10.1023/A:1010405819435.
- Available at: https://www.spectroscopyonline.com/view/international-centre-diffraction-data (accessed at: 2016).
- Babin, A.V. and Rakipov, D.F. Organizatsiya i matematicheskoe planirovanie eksperimenta [Organization and Mathematical Planning of the Experiment: Study Guide]. UrFU Publ, Ekaterinburg, 2014, 112 p. (In Russian).
- Adler, Yu.P., Markova, E.V., and Granovsky, Yu.V. Planirovaniye eksperimenta pri poiske optimalnykh usloviy [Planning an Experiment When Searching for Optimal Conditions]. Nauka Publ, Moscow, 1976, 279 p. (In Russian).
- Lakhtin Yu.M. and Arzamasov B.N. Khimiko-termicheskaya obrabotka metallov [Chemical and Heat Treatment of Metals]. Moscow, Metallurgiya Publ, 1985, 255 p. (In Russian).
- Lobanov, M.L. and Zorina, M.A. Metody opredeleniya koeffitsientov diffuzii [Methods for Determining Diffusion Coefficients: Study Guide]. Izdatelstvo Uralskogo Universiteta Publ., Ekaterinburg, 2017, 100 p. (In Russian).
- Merer H. Diffuziya v tverdykh telakh [Diffusion in Solids]. Dolgoprudnyi, Intellect Publ, 2011, 535 p. (In Russian).
В. Р. Бараз, Е. А. Ишина, Е. А. Юрченков
СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМА ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО АЗОТИРОВАНИЯ
Выполнено исследование, связанное с применением метода математического планирования эксперимента с целью изыскания оптимального режима ионного азотирования конструкционной стали 38Х2Н2МА. Особенность выполнения данного исследования обосновывалась требованием сохранения строгого ограничения функциональных показателей результатов диффузионного насыщения: твердость в диапазоне 450–650 HV при сохранении глубины слоя в пределах 0,15–0,40 мм. Реализация факторного планирования и регрессионная обработка полученных данных позволили построить для изученных параметров оптимизации (микротвердости и глубины слоя) аналитическое выражение в виде линейной функции. Это дало возможность оценить степень и направление влияния изучаемых факторов на исследуемые параметры оптимизации.
Ключевые слова: ионно-плазменное азотирование, структурный анализ, метод планирования эксперимента, регрессионные зависимости, микротвердость, глубина азотированного слоя Библиография:
- Филиппов М. А., Косицына И. И., Гервасьев М. А. Поверхностная обработка и покрытия в машиностроении. – Екатеринбург : ГОУ ВПО «УГТУ–УПИ», 2009. – 213 с.
- Гончаренко И. А., Золотухин В. И., Гвоздев А. Е. Основы технологии термической обработки стали. – Тула : Гриф и К, 2006. – 326 с.
- Ионное азотирование сталей в тлеющем разряде низкого давления / К. Н. Рамазанов, Р. Д. Агзамов, В. В. Будилов, Р. Вафин, Ю. Хусаинов. – М. : Инновационное машиностроение, 2016. – 335 с.
- Теория и технология азотирования / Ю. М. Лахтин, Я. Д. Коган, Г. Шпис, З. Бемер. – Совмест. изд. – М. : Металлургия; Лейпциг : Deutscher Verl. fur Grundstoffindustrie, 1991. – 320 с.
- Petrova L. G. Internal nitriding of high-temperature steels and alloys // Metal Science and Heat Treatment. – 2001. – Vol. 43, Nos. 1–2. – P. 11–17. – DOI: 10.1023/A:1010405819435.
- URL: https://www.spectroscopyonline.com/view/international-centre-diffraction-data (accessed at: 2016).
- Бабин А. В., Ракипов Д. Ф. Организация и математическое планирование эксперимента : учебное пособие / Министерство образования и науки Российской Федерации ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б. Н. Ельцина» / под ред. В. А. Лебедева. – Екатеринбург, 2014. – 112 с.
- Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Наука, 1976. – 279 с.
- Лахтин Ю. М., Арзамасов Б. Н. Химико-термическая обработка металлов. – М. : Металлургия, 1985. – 255 с.
- Лобанов М. Л., Зорина М. А. Методы определения коэффициентов диффузии : учебное пособие. – Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2017. – 100 с.
- Мерер Х. Диффузия в твердых телах / пер. с англ. – Долгопрудный : Интеллект, 2011. – 535 с.
Библиографическая ссылка на статью
Baraz V. R., Ishina E. A., Yurchenkov E. A. A Statistical Method for Determining the Mode of Ion-Plasma Nitriding // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. -
2023. - Iss. 6. - P. 98-106. - DOI: 10.17804/2410-9908.2023.6.098-106. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2023-6/2023-6_413.html (accessed: 06.04.2025).
|
