Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 1

Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 1. 2017 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 96 содержание азота в ≈ 1,2 – 1,5 раза ниже, чем в конгломерате с относительно небольшим подповерхностным объемом (рисунок 3 а). Рис.3. Распределение азота по глубине газотермического покрытия из стали 40Х13, прошедшего ионно-лучевое азотирование при 870 К (3 часа): а – оксидная пленка располагается на глубине  29 мкм от поверхности покрытия; б – оксидная пленка располагается на глубине  52 мкм от поверхности покрытия Таким образом, оксидные прослойки на границах напыленных частиц могут выступать в качестве непроницаемых или частично проницаемых барьеров для диффузии азота. В свою очередь наличие непроницаемых для диффузии оксидных прослоек приводит к появлению концентрационной неоднородности распределения азота по поверхности и глубине покрытия, прошедшего ионно-лучевую обработку (рисунок 3 а, б). Проведенные ранее исследования [5], направленные на изучение распределения азота в подвергнутом ионно-лучевому азотированию газотермическом покрытии из аустенитной стали 06Х19Н9Т также показали, что напыленные частицы, имеющие пониженный подповерхностный объем, имеют более высокую концентрацию азота и значения микротвердости по сравнению с крупными частицами и конгломератами сплавленных частиц, имеющими большой подповерхностный объем. На рисунке 4 приведена схема, иллюстрирующая указанное явление. Можно видеть, что напыленные частицы 1 и 2, имеющие одинаковую площадь поверхности и различающиеся величиной подповерхностного объема, после облучения одинаковой дозой ионов азота будут характеризоваться существенно различной концентрацией легирующей примеси. При этом наиболее высокая концентрация азота достигается в тонких напыленных металлических частицах. Таким образом, концентрационная неоднородность содержания атомов азота в подвергнутых ионному азотированию газотермических покрытиях, будет приводить к пятнистому распределению легирующей примеси и значений микротвердости в поверхностных слоях покрытия. Рис.4. Схема имплантированного ионами азота участка поверхностного слоя газотермического покрытия с частицами различного размера (частицы более темного цвета имеют повышенную концентрацию атомов азота) [5] а) б)