ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ТЕХНОЛОГИЯ • ОБОРУДОВАНИЕ • ИНСТРУМЕНТЫ
Print ISSN: 1994-6309    Online ISSN: 2541-819X
English | Русский

Последний выпуск
Том 20, № 4 Октябрь - Декабрь 2018

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И ФАЗОВОГО СОСТАВА АЗОТИРОВАННЫХ СЛОЕВ МАРТЕНСИТНОЙ СТАЛИ, ПОЛУЧЕННЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ВЫГЛАЖИВАНИЕМ И ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИЕЙ

Выпуск № 4 (61) Октябрь - Декабрь 2013
Авторы:

Ковалевская Жанна Геннадьевна,
Кукареко Владимир Аркадьевич
Аннотация
Методами оптической металлографии, рентгеноструктурного анализа и дюрометрии, исследованы особенности формирования строения и фазового состав азотированных слоев стали 40Х13, полученных высокоинтенсивной низкоэнергетической имплантацией ионов азота, а также комбинированным воздействием ультразвукового выглаживания и имплантации. Показано, что при ионной имплантации азота в стали 40Х13 формируется  поверхностный упрочненный азотированный слой. Строение и фазовый состав этого слоя зависят от температуры имплантации и исходного структурного состояния. В случае имплантации при 350°С азотированный слой представляет диффузионную зону, содержащую азотистый мартенсит и частицы нитридов. В результате имплантации с температурой 400°С азотированный слой состоит из нитридной и диффузионной зоны. При имплантации с температурой 450°С и 500°С в азотированном слое наряду с нитридами железа образуется нитрид хрома. В этом случае имплантированный слой имеет следующее строение. Верхний слой – это нитридный слой с максимально высокими значениями микротвердости до 19000 МПа. Затем идет зона внутреннего азотирования второго рода с высокими значениями микротвердости до 15000 МПа. Далее находится зона внутреннего азотирования первого рода с микротвердостью которая плавно снижается до 4500 МПа. Высокотемпературная имплантация приводит к выделению  в азотированном слое преимущественно частиц нитрида хрома. Комбинированная обработка стали, включающая последовательное  ультразвуковое выглаживание  поверхности и имплантацию, обеспечивает во всем исследованном интервале температур формирование азотированных слоев большей глубины. Это обусловлено интенсификацией диффузионных процессов за счет предварительной модификации поверхностного слоя стали.
Ключевые слова: ультразвуковое выглаживание, высокоинтенсивная низкоэнергетическая имплантация ионов азота, азотированный слой, фазовый состав, микротвердость.

Список литературы
1. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. – М.: Машиностроение, 1976. – 256с.

2. Бокштейн С.З. Диффузия и структура металлов. – М.: Металлургия, 1973. – 208 с.

3. Белый А.В., Кукареко В.А., Патеюк А. Инженерия поверхностей конструкционных материалов концентрированными 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., Фальченко В. М. Импульсная обработка и массоперенос в металлах при низких температурах. – Киев: Наук. думка, 1991. – 208 с.

6. Бондарь М.П., Псахье С.Г., Дмитриев А.И., Никонов  А.Ю. Об условиях локализации деформации и фрагментации микроструктуры при высокоскоростном нагружении // Физическая мезомеханика. – 2013. – Т. 16. –№ 2. – С. 5-13.

7. Биронт В.С. Применение ультразвука при термической обработке металлов. – М.: Металлургия, 1977. – 168 с.

8. Зайт В. Диффузия в металлах / под редакцией Болтакса Б.И. М.: Изд-во иностранной литературы,1958. – 381 с.

9. Кулемин А.В. Ультразвук и диффузия в металлах. – М.: Металлургия, 1978. – 199 с.

10. Ковалевская Ж.Г., Уваркин П.В., Толмачев А.И. Исследование влияния дефектов точения на формирование микрорельефа поверхности стали при ультразвуковой финишной обработке // Обработка металлов. – 2012. – № 1 – С.14-18.

11. Белый А.В. Высокоинтенсивная низкоэнергетическая имплантация ионов азота // Физическая мезомеханика. – 2002. – Т. 5. – № 1. – С. 95-95.

12. Чаттерджи-Фишер Р., Эйзелл Ф.-В., Хоффманн Р., Лидтке Д., Малленер Х., Рембгес В., Шрайнер А., Велкер Г. Азотирование и карбонитрирование / Под. ред. Супова А.В. – М.: Металлургия, 1990. – 280 с.

13. Клименов В.А., Ковалевская Ж.Г., Перевалова О.Б., Иванов Ю.Ф., Кукареко В.А.  Влияние ультразвуковой обработки поверхности стали 40Х13 на микроструктуру азотированного слоя, сформированного при высокоинтенсивной низкоэнергетической имплантации ионами азота // Физика металлов и металловедение. – 2006. – Том 102. – № 6. – 621-629.

14.  Белый А.В., Кукареко В.А., Лободаева О.В., Ших С.К. Фазовые и структурные превращения в материалах на основе железа, подвергнутых низкоэнергетической имплантации азотом при высоких плотностях тока // Физика металлов и металловедение. – 1995. – Т.80. – вып.6. – С. 82-95.
Просмотров: 1539