Влияние ионной бомбардировки на процессы азотирования при комплексной модификации поверхности стали

Abstract

Ионная бомбардировка поверхностей, модифицируемых с использованием вакуумно-дуговых технологий, является основным физическим процессом для таких модификаций. Эксперименты производились на установке типа «Булат». В работе по азотированию поверхностей массивных стальных деталей (ст. 25Х1МФ и 40Х) исследованы особенности использования в качестве бомбардирующих частиц ионов титана и молибдена, обладающих различным энергосодержанием. Этот этап ионной бомбардировки связан с очисткой поверхности и нагревом её до необходимой температуры. На этапе азотирования бомбардировку осуществляли ионами азота, генерированными в двухступенчатом разряде. Для диагностики изменений, происходящих на поверхности образцов и на расстоянии от неё вглубь металла, использовали рентгено-флуоресцентный масс-анализ и производили измерения твёрдости с помощью прибора Nanoindentor G200. Выполнены сравнительные измерения относительных концентраций элементов в составе поверхности стали после бомбардировок различными ионами (Ti или Мо), а также получены профили залегания внедрённого в металл азота и модифицированной твёрдости. Выявлены особенности в результатах азотирования стальной поверхности при использовании разных сортов ионов. Фотографии поперечных шлифов, полученных с помощью оптического металлографического микроскопа ММО 1600, продемонстрировали отличия в структурных характеристиках приповерхностных слоёв при бомбардировках ионами титана и молибдена. Эти отличия связаны с повышенной температурой в слоях при бомбардировке ионами молибдена. Целью настоящей работы является проведение сравнительных экспериментов по обработке стальных поверхностей ускоренными ионами разных металлов с последующим анализом влияния таких воздействий на процессы азотирования этих поверхностей.

Keywords

• ионная бомбардировка
• сталь
• азотирование
• ионы титана и молибдена