Шевченко О.И., Трекин Г.Е. «Процесс электроискровой цементации в ультразвуковом поле» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение, № 3, с. 63-76 (2016)

Процесс электроискровой цементации, в отличие от традиционной химико-термической обработки, эффективен для обработки крупногабаритных изделий и поверхностей. Способ электроискровой цементации существенно снижает энергоемкость процесса, повышает производительность. Отсутствие длительных выдержек при высоких температурах не приводит к росту зерна аустенита. Такие характеристики закаленного слоя, как степень науглероживания и его глубина, могут быть увеличены при реализации процесса в поле ультразвуковых колебаний. Обработка ультразвуком основного металла в процессе электроискрового легирования представляет собой актуальную, однако непростую задачу для исследователей. В данной статье реализована резонансная схема введения ультразвуковых колебаний с образованием стоячей ультразвуковой волны. Наибольшее увеличение степени цементации обнаружено в области узла колебаний стоячей ультразвуковой волны, где циклические растяжения и сжатия способствуют увеличению доли избыточных фаз. Существенно увеличивается интенсивность линий цементита и аустенита. Хорошо идентифицируется мартенситный дублет. Содержание углерода в мартенсите, оцененное по соотношению c/a, составило 0,78 мас. %. Степень развития диффузионных процессов, определяющая глубину цементированного слоя и размеры переходной зоны, максимальна в области пучности ультразвуковых колебаний, где под действием колебаний наблюдается наибольшее динамическое смещение частиц подложки. Дисперсность структурных составляющих основного металла также увеличивает глубину упрочненного слоя. В сочетании с ультразвуковым воздействием на образцах после нормализации и закалки она достигает значений (0,10±0,02) мм. В статье представлены результаты металлографии и рентгеноструктурного фазового анализа, исследовано содержание углерода в поверхностных слоях, распределение микротвердости по глубине упрочненных слоев при различных способах предварительной термической обработки.