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

2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/ma19101960
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

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.