Effect of Phase Composition on the Tribological Behavior and Corrosion Resistance of 30Cr13 Martensitic Stainless Steel After Low-Temperature Ion Plasma Nitriding

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/met16030356
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

The present study investigates the effect of low-temperature ion plasma nitriding on the phase composition, microstructure, tribological behavior, and corrosion resistance of 30Cr13 martensitic stainless steel. Plasma nitriding was carried out at temperatures of 400, 450, and 480 °C in a dissociated ammonia atmosphere using a pulsed DC glow discharge. The phase composition and structural evolution of the surface layer were analyzed by X-ray diffraction, while the morphology and thickness of the modified zone were examined using scanning electron microscopy. The tribological properties were evaluated under dry sliding conditions using a ball-on-disk configuration, and corrosion resistance was assessed by potentiodynamic polarization in a 3.5 wt.% NaCl solution. It was established that low-temperature ion plasma nitriding leads to the formation of nitrogen supersaturated martensite (α′N) and the nitride phase ε-(Fe2–3)N, with their relative fraction governed by the treatment temperature. An increase in the nitriding temperature resulted in a rise in the surface’s microhardness up to 1100–1150 HV and a change in the thickness of the modified layer, reflecting nitrogen redistribution between the solid solution and nitride constituents. The predominance of the α′N phase at 400–450 °C ensured the most stable tribological behavior and reduced corrosion rate, whereas an increased fraction of ε-(Fe2–3)N at 480 °C led to a higher microhardness and a greater abrasive wear component while maintaining satisfactory corrosion resistance. The obtained results confirm the decisive role of phase composition in the nitrided layer in determining the tribological and corrosion performance of 30Cr13 steel, and may be used for optimizing the surface hardening parameters of components operating under combined friction and corrosive environments.