Investigation of the Effect of Preliminary Mechanical Treatment on the Mechanical Properties of 12Kh18N10T Stainless Steel After Ion-Plasma Nitriding

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/ma19101960
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study investigates the influence of preliminary severe plastic deformation on the efficiency of ion-plasma nitriding (IPN) and the formation of a nitrided layer in 12Kh18N10T austenitic stainless steel. Two types of surface mechanical treatment were compared: vibro-impact ball mechanical treatment (VIMT) and ultrasonic nanocrystalline surface modification (UNSM). After the preliminary treatments, the samples were subjected to ion-plasma nitriding at 500 °C for 10 h using ammonia (NH3) as the working gas. The phase composition, microstructure, elemental distribution, surface roughness, microhardness, and scratch resistance were analyzed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis, profilometry, instrumented indentation, and progressive scratch testing. The results show that both types of preliminary treatment promote the formation of a nitrogen-enriched diffusion layer. The UNSM-treated samples exhibited more pronounced peak broadening and shifting in XRD patterns, indicating a higher level of lattice distortion and nitrogen supersaturation. The maximum nitrogen concentration in the near-surface region reached 15.56 wt.%. Microhardness increased significantly after nitriding for both treatments. Under the selected processing conditions, the UNSM + IPN samples demonstrated a thicker diffusion layer, lower surface roughness, and higher critical loads in scratch testing, indicating improved resistance to surface damage compared with VIMT + IPN samples. The obtained results highlight the important role of the defect structure formed during preliminary treatment in controlling nitrogen diffusion and the resulting mechanical and tribological properties of ion-plasma nitrided austenitic stainless steel.