Obrabotka Metallov. 2017 no. 2(75)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (75) 2017 59 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ турного анализа (рис. 4, а ) фрикционная обра- ботка аустенитной стали 04Х17Н8Т приводит к возникновению на поверхности 95 об. %  ’ мар- тенсита деформации и росту микротвердости до 780 HV 0,025 (при исходной твердости закален- ной электрополированной стали 190 HV 0,025). После фрикционной обработки и непрерывного азотирования при Т А = 500 и 450 ºС основными фазами поверхностных слоев стали являются ε– фаза Fe 2-3 N, γ ’ − фаза, соответствующая твердо- му раствору на базе нитрида Fe 4 N, а также вклю- чения нитрида хрома CrN (рис. 4, б , в ). Рис. 4. Рентгеновские дифрактограммы по- верхности стали 04Х17Н8Т после закалки, фрикционной обработки ( а ) и последую- щего непрерывного азотирования в плаз- ме электронного пучка при Т А = 500 ºС ( б ) и 450 ºС ( в ) На рис. 5 и 6, а, б показано, что после непре- рывного азотирования при температуре 500 °С на поверхности деформированной фрикцион- ной обработкой стали возникают многочислен- ные поры и блистеры. Выраженный блистеринг проявляется в образовании на поверхности вспучиваний металла. Возникновение наблюда- емых дефектов поверхности можно объяснить ускоренной диффузией азота в наноструктури- рованную поверхность. Различия в коэффици- енте диффузии азота в наноструктурированном слое и в объеме металла приводят к накопле- нию азота в приповерхностном слое небольшой толщины. Этому способствует также наличие в слое структуры  ’ мартенсита деформации с ме- нее плотно упакованной ОЦК-кристаллической решеткой по сравнению в ГЦК-решеткой аусте- нита [12]. Высокие концентрации азота, превы- шающие предел растворимости азота в метал- ле, приводят к формированию в поверхностном слое стали повышенного количества ɛ-фазы и большой концентрации газообразного азота, скопления которого приводят к образованию пор, крупных блистеров и разрывам металла приповерхностного слоя (на рис. 5 стрелкой указана обусловленная блистерингом микро- трещина). Подобный эффект образования в приповерх- ностном слое газовых полостей отмечается и при имплантации больших доз ионов инертного газа (гелия или аргона), обладающих высокой энер- гией (десятки-сотни килоэлектронвольт) в метал- лические поверхности. В частности, блистеринг наблюдался в нержавеющей аустенитной стали 12Х18Н10Т, предварительно облученной низко- энергетическими альфа-частицами ( Е = 40 кэВ) до высоких (2·10 18 см –2 ) флюенсов [21]. Рис. 5. Блистеры и поры на поверхно- сти стали 04Х17Н8Т после фрикци- онной обработки с последующим не- прерывным азотированием в плазме электронного пучка при температуре Т А = 500 ºС (электронная сканирующая микроскопия)