Experimental and Mathematical Modelling Investigation of Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) for Surface Hardening of 20Ch Steel

2024

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/ma17246043
Достоверность данных 85 высокая
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 aimed to develop an alternative surface hardening technique for low-carbon steel alloy type 20Ch using plasma electrolytic oxidation (PEO). The surface hardening of 20Ch alloy steel samples was achieved through PEO in a Na2CO3 electrolyte solution. Optimal processing parameters were determined experimentally by measuring voltage and applied current. Quenching was performed in the electrolyte stream, and plasma was ionised through excitation. A mathematical model based on thermal conductivity equations and regression analysis was developed to relate the key parameters of the hardening process. The results from both the experimental and mathematical models demonstrated that PEO significantly reduces hardening time compared to traditional methods. The microstructural images revealed the transformation of the coarse-grained pearlite–ferrite structure into quenched martensite. Vickers microhardness tests indicated a substantial increase in surface hardness after PEO treatment, compared to the untreated samples. The major advantages of PEO include lower energy consumption, high quenching rates, and the ability to perform localised surface treatments. These benefits contribute to overall cost reduction, making PEO a promising surface hardening method for various industrial applications.