Obrabotka Metallov. 2017 no. 2(75)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (75) 2017 58 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ют диффузии азота в объем материала, а также обеспечить нагрев образцов до температуры 450…500 °С. Азотирование проводили в двух режимах: не- прерывном и газоциклическом. В непрерывном режиме азотирования в течение всей длительно- сти процесса (4 ч) в камеру подавалась смесь ар- гона и азота. При газоциклическом азотировании процесс состоял из восьми чередующихся полу- циклов азотирования и деазотирования длитель- ностью по 30 мин каждый. В первом полуцикле в камеру подавали смесь аргона и азота (ана- логично непрерывному режиму азотирования), а во втором полуцикле подача азота прекраща- лась. Деазотирование проводили в среде аргона при давлении 1,5 Па. Поддержание постоянной температуры образцов на уровне 450 или 500 °С и удаление постоянно образующихся на поверх- ности стали оксидных слоев обеспечивалось бомбардировкой поверхности ионами, ускорен- ными до энергии 120 эВ (во время азотирования) или 200 эВ (во время деазотирования), при токе электронного пучка 3…4 А и плотности ионного тока на поверхности образцов 2…4 мА/см 2 соот- ветственно. Исследование поверхностей осуществля- ли на электронном сканирующем микроскопе Tescan VEGA II XMU. Расчет площадей, за- нимаемых порами и блистерами, видимыми на SEM-изображениях, производили с помощью программного комплекса ImageJ 1.50i. Шерохо- ватость поверхности образцов изучали на опти- ческом профилометре Wyko NT-1100. Микро- твердость поверхности образцов измеряли на приборе SHIMADZU HMV-G21DT при нагруз- ке 0,245 Н. Фазовый состав образов определяли на рентгеновском дифрактометре SHIMADZU XRD-7000 в Crk  -излучении. Результаты и обсуждение Исследования на электронном сканирующем микроскопе показывают, что в результате непре- рывного азотирования при Т А = 500 ºС на поверх- ности закаленной стали происходит деформация («вспучивание», развороты) крупных зерен и субзерен (рис. 3, а ) вследствие образования пре- имущественно по их границам большого коли- чества нитридных фаз. Согласно данным опти- ческой профилометрии азотирование повышает шероховатость поверхности крупнокристалли- ческих образцов. Если после электролитическо- го полирования среднеарифметическое отклоне- ние профиля Ra составляло 0,08 мкм, то после азотирования при Т А = 500 ºС параметр Ra воз- растает на порядок – до 0,80 мкм (рис. 3, б ). Одна- ко на азотированной поверхности не появляются дефекты сплошности в виде надрывов металла, трещин или пор (см. рис. 3). Фрикционная обработка скользящими ин- денторами формирует в поверхностном слое аустенитных хромоникелевых сталей нанокри- сталллические и субмикрокристаллические структуры [14–18]. По данным рентгенострук- Рис. 3. Изображение на электронном сканирующем микроскопе ( а ) и трехмерная профилограмма ( б ) поверхности закаленной крупнокристаллической стали 04Х17Н8Т после электрополировки и непре- рывного азотирования в плазме электронного пучка при Т А = 500 ºС