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

Актуальные проблемы в машиностроении . Том 4. № 2. 2017 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 135 аустенита (вакансий, дислокаций), генерируемых в поверхностном слое стали в процессе ее облучения потоками ионов азота [2]. Повышение концентрации хрома в слое в соответствии с диаграммой Шефлера должно приводить к возрастанию содержания в нем аустенитной фазы. Кроме этого, увеличение толщины насыщенного азотом слоя при постоянном флюенсе ионов будет приводить к снижению концентрации азота в слое и выделению в нем меньшей объемной доли частиц нитрида хрома, что также может способствовать возрастанию содержания в слое аустенитной фазы. Известно, что аустенитные хромоникелевые стали в гомогенном состоянии являются слабыми парамагнетиками. Однако вследствие образования ультрадисперсных частиц  - фазы в поверхностном слое азотированной стали можно было ожидать существенного повышения ее магнитных свойств по сравнению с исходными. На рисунке 4 приведены зависимости магнитных характеристик модифицированных азотом слоев для образцов стали 10Х17Н13М2Т, обработанных ионами азота при различных температурах. 550 600 650 700 750 800 850 900 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Т, К Исх.  мВ а 550 600 650 700 750 800 850 900 2 4 6 8 10 12 14 Т, К Исх.  кA  м  б Рис. 4. Зависимость сигнала ЭДС  ( а ) и градиента  Н (б) поля остаточной намагниченности на поверхности образцов стали 10Х17Н13М2Т от температуры ионно-лучевого азотирования ( j = 2 мА/см 2 ; D = 3  10 19 см –2 ). Можно видеть, что для стали 10Х17Н13М2Т магнитная проницаемость модифицированных слоев, характеризуемая величиной  , увеличивается с ростом температуры обработки от 620 К и выходит на уровень максимальных значений после облучения при 670-720 К. Дальнейшее повышение температуры имплантации приводит к существенному снижению магнитной проницаемости азотированного слоя вследствие увеличения размера частиц  -фазы [7]. Коэрцитивная сила, характеризуемая величиной  Н , выходит на уровень максимальных значений после обработки при 770-820 К и несколько снижается после обработки при 870 К. Модифицирование поверхностного слоя стали ионами азота позволяет существенно повысить ее прочностные и триботехнические свойства. На рисунке 5 приведены зависимости весового износа  Q образцов стали 10Х17Н13М2Т, обработанных по различным режимам, от пути трения при испытаниях в условиях трения без смазочного материала. В исходном неимплантированном состоянии сталь 10Х17Н13М2Т имеет относительно низкую износостойкость и величина интенсивности весового изнашивания составляет I q  23,4  10 -3 мг/м. Ионно–лучевая обработка концентрированными потоками ионов азота при 620-670 К, приводящая к формированию тонких модифицированных слоев толщиной до 5 мкм (рисунок 5), не обеспечивает существенного возрастания износостойкости поверхности стали в условиях контактного фрикционного взаимодействия