OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 1 2025 145 MATERIAL SCIENCE дробление перлитных колоний, формирование диффузионного слоя и выгорание графитовых включений. 3. Проведена оценка изменения микротвердости поверхности чугуна после имплантации. Определена зависимость микротвердости от дозы имплантации и анализ ее распределения по глубине модифицированного слоя. 4. Определен фазовый состав и тонкая структура имплантированного слоя. Идентифицированы фазы, образующиеся в результате имплантации. Проведен анализ изменений в средней плотности дислокаций и величине блоков мозаики. Методика исследований Исследование микроструктуры опытного чугуна Микроструктуру имплантированного серого чугуна (типа СЧ20 перлитной структуры, химический состав приведен в табл. 1) изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа «Стереоскан S-180» с разрешающей способностью до 60 Å на образцах 10×10×10 мм (рис. 1) после травления в 3%-й HNO3. Образцы были вырезаны в направлении, перпендикулярном имплантированному слою, и исследовалась при увеличении ×2900, 5000. Т а л и ц а 1 Ta b l e 1 Состав чугуна The composition of cast iron Элемент С Si Мn Сr Р S Процентное содержание, % 3,45 2,2 0,8 0,32 0,1 0,12 тированному слою. Значения микротвердости по глубине слоя определялось как среднее арифметическое пяти измерений. Исследование фазового состава поверхности чугуна после имплантации Рентгеноструктурные исследования выполнялись на дифрактометре ДРОН-3. Рентгеновский анализ проводился в излучении СоКα. Известно, что собственно имплантированный слой в толщину составляет всего около 1000 Å [26–28]. Помимо специально применимых приборов съемки, задачу фазового анализа облегчило и то обстоятельство, что самые интенсивные линии фаз, ожидаемых в имплантированных слоях (нитриды, карбиды и др.), находятся в диапазоне малых углов отражения. В силу геометрии съемки на малых углах рентгеновские лучи проходят в поверхностном слое более длинный путь, чем на углах, близких к 90°, за счет чего увеличивается отражающий объем образующихся фаз. Несмотря на то что интенсивность дифракционных линий фаз в имплантированных слоях во много раз меньше интенсивностей линий матрицы, удалось провести идентификацию фаз. Исследование чугуна после имплантации методом микродюрометрии Для дюрометрических исследований использовали образцы, полученные при трех режимах обработки (с дозами 1017, 2⋅1017 и 5⋅1017 ион/см2 и с энергией имплантации 40 КэВ). Исследования проводили на приборе Neophot-2 (нагрузка составляла 10 г). Микротвердость измеряли в направлении от имплантированной поверхности к центру на образцах, вырезанных перпендикулярно импланРис. 1. Схема образца серого чугуна Fig. 1. Gray cast iron sample diagram
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1