Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕТЕРОГЕННОСТИ СТРУКТУРЫ НА МИКРОТВЕРДОСТЬ НИКОТРИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ

Фомичева Е.В.

В результате никотрирования под карбонитридным γ´ - или (γ´+ε ) - слоем формируется диффузионная зона, представляющая собой многофазную структуру, состоящую из азотистого твердого раствора основного металла, его нитридов и карбонитридов, а также химических соединений легирующих элементов.

Распределение и дисперсность упрочняющих нитридных и карбонитридных фаз является многопараметрической функцией и зависит от: концентрации нитридообразующих легирующих элементов в сталях (влияет на размер частиц); термодинамического потенциала образования нитридов (влияет на дисперсность частиц); диффузионной подвижности легирующих элементов (влияет на размер частиц). Формирование дисперсных частиц в диффузионных зонах возможно по двум механизмам.

Для случая легирования сталей элементами Cr, Mo, Mn, W и др. обра зование вторых фаз осуществляется при взаимовстречной диффузии азота-углерода и легирующих элементов, не связанных в карбиды . Второй механизм предусматривает образование нитридов из карбидов основного и легирующих элементов, подчиняющихся в основном стехиометрическому составу МеС (элементы Ti, Zr, Hf и т.д.) .

Многочисленными исследованиями было показано, что определяющие свойства диффузионных зон в значительной степени влияют на работоспособность никотрированных слоев на сталях. Твердость зон внутреннего азотирования зависит от концентрации примесей внедрения в твердом растворе, а также природы и морфологии распределения упрочняющих нитридных и карбонитридных фаз. Высокая твердость и прочность диффузионных зон достигается у сплавов, легированных нитридообразующими элементами. Выделение из твердого раствора дисперсных частиц вторых фаз затрудняет движение дислокаций и пластическую деформацию.

Варьирование температурой и продолжительностью насыщения позволяет фиксировать в диффузионной зоне различные стадии процесса выделения и, следовательно, разный уровень твердости. Максимальное упрочнение конструкционных сталей достигается в том случае, когда в диффузионной зоне образуются однотипные по азоту предвыделения, полностью когерентные с решеткой твердого раствора. При повышении температуры процесса более 580° С твердость снижается вследствие коагуляции нитридов и нарушения когерентности. Высокая твердость диффузионных зон "обязана" не только процессам предвыделения и образования нитридов, но и большой растворимостью азота в феррите, легированном переходными металлами. Последнее предопределяет получение высокого уровня искажений, релаксация которых ниже порога рекристаллизации затруднена.

Исследования распределения микротвердости по глубине азотированных слоев в зависимости от температуры и времени обработки показали что, чем выше температура насыщения, тем больше при прочих равных условиях толщина диффузионного слоя и более равномерно падение твердости по его сечению. Повышение степени диссоциации аммиака до 60 % не влияло на характер кривой распределения. Наиболее равномерное падение твердости отмечается в сталях, содержащих повышенное количество хрома и ванадия. Это позволяет при прочих равных условиях получать большую эффективную глубину диффузионного слоя.


Библиографическая ссылка

Фомичева Е.В. ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕТЕРОГЕННОСТИ СТРУКТУРЫ НА МИКРОТВЕРДОСТЬ НИКОТРИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 3. – С. 97-98;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=2756 (дата обращения: 19.08.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252