Obrabotka Metallov 2013 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (61) 2013 25 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ но больше глубины имплантированного слоя. В первом случае она составляет около 70 мкм, во втором – около 45 мкм. В первом случае шире зона внутреннего азотирования как пер- вого, так и второго рода, что свидетельствует о большей диффузионной подвижности ионов азота в поверхностном слое стали, модифици- рованной ультразвуковой обработкой. Выводы Показано, что при ионной имплантации азо- та в стали 40Х13 формируется поверхностный упрочненный азотированный слой, строение и фазовый состав которого задаются темпера- турой имплантации и исходным структурным состоянием этого слоя. В случае имплантации при 350 °С азотированный слой представляет диффузионную зону, содержащую азотистый мартенсит и частицы нитридов. В результате имплантации с температурой 400 °С азотиро- ванный слой состоит из нитридной и диффузи- онной зоны. При имплантации с температурой 450 °С и выше за счет повышения диффузион- ной активности хрома в азотированном слое наряду с нитридами железа образуется нитрид хрома. В этом случае имплантированный слой имеет строение: верхний слой – это нитридный слой с максимально высокими значениями ми- кротвердости (19 000...18 000 МПа), затем идет зона внутреннего азотирования второго рода с высокими значениями микротвердости (15 000... 13 000 МПа), далее находится зона внутреннего азотирования первого рода с микротвердостью, которая плавно снижается до исходных значений микротвердости стали (4500 МПа). Высокотем- пературная имплантация приводит к выделению в азотированном слое преимущественно частиц нитрида хрома. Комбинированная обработка стали, включаю- щая последовательное ультразвуковое выглажи- вание поверхности и имплантацию, обеспечива- ет во всем исследованном интервале температур ионного азотирования формирование азотиро- ванных слоев большей глубины, что обусловле- но интенсификацией диффузионных процессов за счет предварительной модификации поверх- ностного слоя стали, обеспечивающей увеличе- ние в нем плотности дефектов кристаллического строения. Список литературы 1. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д . Азотирование ста- ли. – М.: Машиностроение, 1976. – 256 с. 2. Бокштейн С.З . Диффузия и структура метал- лов. – М.: Металлургия, 1973. – 208 с. 3. Белый А.В., Кукареко В.А., Патеюк А . Инжене- рия поверхностей конструкционных материалов кон- центрированными потоками ионов азота. – Минск: Белорусская наука, 2007. – 244 с. 4. Диденко А.Н., Шаркеев Ю.П., Козлов Э.В., Рябчиков А.И . Эффекты дальнодействия в ионно- имплантированных металлических материалах. – Томск: Изд-во НТЛ, 2004. – 328 с. 5. Герцрикен Д.С., Мазанко В.Ф., Фальчен- ко В.М . Импульсная обработка и массоперенос в ме- таллах при низких температурах. – Киев: Наукова думка, 1991. – 208 с. 6. Бондарь М.П., Псахье С.Г., Дмитриев А.И., Ни- конов А.Ю . Об условиях локализации деформации и фрагментации микроструктуры при высокоскорост- номнагружении //Физическаямезомеханика. –2013. – Т. 16. – № 2. – С. 5-13. 7. Биронт В.С . Применение ультразвука при тер- мической обработке металлов. – М.: Металлургия, 1977. – 168 с. 8. Зайт В. Диффузия в металлах / под ред. Б.И. Болтакса. – М.: Изд-во иностранной литерату- ры, 1958. – 381 с. 9. Кулемин А.В. Ультразвук и диффузия в метал- лах. – М.: Металлургия, 1978. – 199 с. 10. КовалевскаяЖ.Г., УваркинП.В., Толмачев А.И. Исследование влияния дефектов точения на форми- рование микрорельефа поверхности стали при уль- тразвуковой финишной обработке // Обработка ме- таллов. – 2012. – № 1 – С.14–18. 11. Белый А.В . Высокоинтенсивная низкоэнерге- тическая имплантация ионов азота // Физическая ме- зомеханика. – 2002. – Т. 5. – № 1. – С. 95–95. 12. Чаттерджи-Фишер Р., Эйзелл Ф.-В., Хофф- манн Р., Лидтке Д., Малленер Х., Рембгес В., Шрай- нер А., Велкер Г . Азотирование и карбонитрирова- ние / под. ред. А.В. Супова. – М.: Металлургия, 1990. – 280 с. 13. Клименов В.А., Ковалевская Ж.Г., Перевало- ва О.Б., Иванов Ю.Ф., Кукареко В.А. Влияние уль- тразвуковой обработки поверхности стали 40Х13 на микроструктуру азотированного слоя, сформирован- ного при высокоинтенсивной низкоэнергетической имплантации ионами азота // Физика металлов и ме- талловедение. – 2006. – Т. 102. – № 6. – 621–629. 14. Белый А.В., Кукареко В.А., Лободаева О.В., Ших С.К. Фазовые и структурные превращения в ма- териалах на основе железа, подвергнутых низкоэнер- гетической имплантации азотом при высоких плот- ностях тока // Физика металлов и металловедение. – 1995. – Т. 80. – Вып. 6. – С. 82–95.