Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении . Том 4. № 2. 2017 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 133 обработка образцов аустенитной стали азотом осуществлялась с помощью ионного источника с замкнутым дрейфом электронов при 620-870 К. Сталь обрабатывалась при плотности тока j=2 мА/см 2 , доза облучения составляла D=3  10 19 cм -2 (время - 2 ч). Рентгеноструктурный анализ структуры образцов стали выполнялся на дифрактометре ДРОН-3.0. Съемки проводили в монохроматизированном CoK  излучении при ускоряющем напряжении 30 кВ и анодном токе 15 мА. Для фазового анализа использовалась стандартная картотека PDF-2. Микротвердость измерялась на приборе DuraScan 20 при нагрузке 0,98 Н. Металлографические исследования проводились на микроскопе EPITYP2. Травление образцов стали проводилось в реактиве, содержащем 50 мл HCl, 10 г. CuSO 4 и 50 мл этилового спирта. Исследование фазового состава, микротвердости, триботехнических и магнитных свойств модифицированных ионами азота градиентных слоев аустенитной стали проводилось на призматических образцах с размерами 8  6  5 мм. Ионной обработке подвергалась шлифованная плоская поверхность Для оценки коэрцитивной силы  Н применялся способ “точечного полюса” [3], а для определения параметра, характеризующего магнитную проницаемость  поверхностного слоя образцов, применялся метод высших гармоник [4]. Триботехнические испытания модифицированных ионами азота образцов стали проводились на трибометре АТВП, оснащенном устройством для измерения коэффициента трения. Испытания осуществлялись в условиях трения без смазочного материала по схеме возвратно-поступательного движения контактирующих тел при средней скорости взаимного перемещения 0,1 м/с и давлении 1,5 МПа. При испытаниях использовалось контртело, изготовленное из закаленной стали У8 (800 HV 10) с размерами 3  40  90 мм. Результаты и обсуждение В исходном неимплантированном состоянии сталь 10Х17Н13М2Т имеет аустенитную структуру с периодом кристаллической решетки а=0,3598 нм. Микротвердость стали в исходном состоянии составляет H 0,49 =1950 МПа. Ионное азотирование сталей приводит к образованию поверхностных модифицированных слоев с толщиной от 3-5 мкм до 25 мкм (рисунок 1) и микротвердостью от H 0,49 = 4700 МПа до H 0,49 = 15500 МПа (рисунок 2). 550 600 650 700 750 800 850 900 950 0 5 10 15 20 25 30 Исх. Т, К h, мкм 550 600 650 700 750 800 850 900 0 4000 8000 12000 16000 Исх. Т, К H 0,98 , МPа Рис. 1. Зависимость глубины модифицированного слоя для стали 10Х17Н13М2Т от температуры ионно- лучевого азотирования Рис. 2. Зависимость микротвердости поверхности стали 10Х17Н13М2Т от тем- пературы ионно-лучевого азотирования