Research of influence of gas nitriding duration on formation of diffusion layer of steel 20Kh2N4A

Abstract

The research of the gas nitriding process, which allows to obtain a high surface quality of steel parts and has a wide application in mass production, is relevant. Aim of the research is to study the influence of gas nitriding modes on the structure and properties of alloy steel. The research material in this work is steel 20Kh2N4A. Nitriding of the samples is carried out in a shaft furnace at the temperature of 510…530 °C during 35, 40, 46 and 48 h. It is found that the alloy steel 20Kh2N4A preliminary heat treatment before nitriding provides the hardness of products core to 279...321 HV due to the formation of perlitesorta structure with carbides of alloying elements. The results show that increasing the duration of nitriding from 35 to 48 hours at 510…530 °С increases the depth of nitrided layer from 0,35 to 0,55 mm with surface hardness up to 648 MPa at the maximum depth of the layer. The results of this research can be used in industry and research works.Актуальним є проведення досліджень процесу газового азотування, яке дозволяє отримувати високу якість поверхні стальних деталей і має широке застосування у масовому виробництві. Метою дослідження є вивчення впливу режимів газового азотування на структуру і властивості легованої сталі. Матеріалом дослідження в даній роботі є сталь 20Х2Н4А. Азотування зразків здійснювали в шахтній печі при температурі 510…530 °С протягом 35, 40, 46 та 48 годин. Встановлено, що попередня термічна обробка перед азотуванням легованої сталі 20Х2Н4А забезпечує твердість серцевини виробів до 279…321 HV за рахунок формування перліто-сорбітної структури з карбідами легувальних елементів. Результати дослідження показали, що при збільшенні тривалості азотування від 35 до 48 годин при 510...530 °С збільшується глибина азотованого шару від 0,35 до 0,55 мм відповідно з поверхневою твердістю до 648 МПа при максимальній глибині шару. Результати досліджень можуть бути використані на виробництві й у науково-дослідних роботах.