Obrabotka Metallov 2015 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (68) 2015 104 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ высокохромистой мартенситной стали 40Х13. Установлено, что в результате ионно-лучевой обработки при 670 К в стали формируется упру- годеформированный модифицированный азо- том слой, содержащий частицы нитридных фаз и азотистый мартенсит. Микротвердость слоя составляет 1700 HV 0,02. Обработка при 770 К приводит к увеличению толщины модифициро- ванного слоя, снижению его микротвердости и макронапряжений. В обработанном ионами азо- та при 770 К слое регистрируется присутствие частиц CrN. Показано, что ионно-лучевое азотирование стали 40Х13 приводит к значительному увели- чению ее циклической долговечности в области многоцикловой усталости. Наиболее существен- ное возрастание числа циклов до разрушения в ≈10 раз регистрируется после ионно-лучевого азотирования стали при 670 К. Предел вынос- ливости обработанной при 670 К стали увеличи- вается до 850 МПа. Сделано заключение, что на сопротивление многоцикловому усталостному разрушению модифицированной ионами азота стали 40Х13 большое влияние оказывает уро- вень действующих в поверхностных слоях на- пряжений сжатия, обусловленный присутствием в матричной фазе азотированного слоя атомов азота. Список литературы 1. Klesnil M., Lukas P. Fatigue of metallic mate- rials. – 2nd rev. ed. – Amsterdam: Elsevier, 1992. – 270 p. – (Materials science monographs; Vol. 71). – ISBN-10: 0444987231. – ISBN-13: 978-0-444-98723-5. 2. Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. – М.: Металлургия, 1977. – 360 с. 3. Davidson D.L., Lankford J. Fatigue crack growth in metals and alloys: mechanisms and micromechanics // International Materials Reviews. – 1992. – Vol. 37, iss. 1. – P. 45–76. – doi:  http://dx.doi.org/10.1179/ imr.1992.37.1.45. 4. Белый А.В., Кукареко В.А., Патеюк А. Инже- нерия поверхностей конструкционных материалов концентрированными потоками ионов азота. – Минск: Белорусская наука, 2007. – 244 с. – ISBN 978- 985-08-0793-9. 5. Microstructure of ultrahigh dose nitrogen – implanted iron and stainless steel / D.L. Williamson, O. Ozturk, S. Glick, R. Wei, and P.J. Wilbur // Nuclear Instruments andMethods in Physics Research. Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 1991. – Vol. 59–60, pt. 2. – P. 737–741. – doi: 10.1016/0168- 583X(91)95693-8. 6. A comparative study of beam ion implantation, plasma ion implantation and nitriding of AISI 304 stainless steel / R. Wei, J.J. Vajo, J.N. Mattosian, P.J.  ilbur, J.A. Davis, D.L. Williamson, G.A. Collins // Surface and Coatings Technology. – 1996. – Vol. 83, iss. 1–3. – P. 235–242. – doi: 10.1016/0257- 8972(95)02825-0. 7. Kukareko V.A., Byeli A.V. Dose rate and micro­ structure of nitrogen ion-implanted chromium steels // Surface and Coatings Technology. – 2000. – Vol. 127, iss. 2–3. – P. 174–178. – doi: 10.1016/S0257- 8972(99)00654-4. 8. Solid-state amorphization of a tool steel by high-current-density, low-energy nitrogen ion implan- tation / A.V. Byeli, V.A. Kukareko, O.V. Lobodaeva, S.K. Shykh // Nuclear Instruments and Methods in Phys- ics Research. Section B: Beam Interactions with Materi- als and Atoms. – 1995. – Vol. 103, iss. 4. – P. 533–536. – doi: 10.1016/0168-583X(95)01188-9. 9. Конструкционные материалы: справочник / Б.Н. Арзамасов и др.; под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. – М.: Машиностроение, 1990. – 688 с. – (Основы про- ектирования машин). 10. Белый А.В. Высокоинтенсивная низкоэнер- гетическая имплантация ионов азота // Физическая мезомеханика. – 2002. – Т. 5, № 1. – С. 95. 11. Комяк Н.И., Мясников Ю.Г. Рентгеновские методы и аппаратура для определения напряжений. – Л.: Машиностроение, 1972. – 88 с. 12.  Jack K.H. The occurrence and crystal struc- ture of a ″-iron nitride; a new type of interstitial alloy formed during the tempering of nitrogen-martensite // Proceedings of the Royal Society of London. Series A. – 1951. – Vol. 208, iss. 1093. – Р. 216–224. – doi: 10.1098/ rspa.1951.0155. 13. Панин В.Е . Поверхностные слои нагружен- ных твердых тел как мезоскопический структурный уровень деформации // Физическая мезомеханика. – 2001. – Т. 4, № 3. – С. 5–22. 14. Wilkinson A.J., Roberts S.G., Hirsch P.B. Mod- elling the threshold conditions for propagation of stage I fatigue cracks // Acta Materialia. – 1998. – Vol. 46, iss. 2. – P. 379–390. – doi: 10.1016/S1359- 6454(97)00290-5. 15. Белый А.В., Кукареко В.А., Биленко Э.Г. Со- противление контактному и усталостному разруше- нию хромистых сталей, поверхностно легированных ионами азота // Весцi Нацыянальнай Акадэмii навук Беларусi. Серыя фiзiка-тэхнiчных навук. – 2005. – № 1. – С. 5–9.