ГАЗОЦИКЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ: РЕГУЛИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ АЗОТИРОВАННОГО СЛОЯ В ЖЕЛЕЗЕ И СТАЛЯХ

Актуальность проведенного исследования обусловлена потребностями машиностроения в развитии недорогих и эффективных технологий поверхностного упрочнения стальных изделий, к которым относится газовое азотирование. Целью работы является исследование влияния азотирования в газоциклическом режиме на кинетику роста диффузионных слоев и их фазовый состав в железе и сталях: инструментальной стали ХВГ и коррозионностойкой мартенситностареющей стали 03Х11Н10М2Т (ВНС-17). Помимо изотермических процессов (при 520 ℃ и 620 ℃) исследованы процессы с изменением температуры на активных и пассивных стадиях (термоциклирование 520 ℃ / 620 ℃). Установлено, что газо- и термоциклирование существенно увеличивает толщину диффузионного слоя в железе по сравнению с традиционным азотированием в аммиаке, и в наибольшей степени это происходит за счет роста зоны внутреннего азотирования. Процессы с многократно повторяющимися короткими полуциклами, заканчивающиеся активной стадией насыщения в аммиаке, способствуют формированию развитой нитридной зоны. Формирование поверхностных слоев в железе без ε-фазы происходит при двухстадийных процессах с заключительной пассивной стадией. Показано, что термогазоциклические процессы обеспечивают кратное увеличение толщины зоны внутреннего азотирования в стали ХВГ. Процессы с длительностью полуциклов 1 и 1,5 ч с завершающей стадией деазотирования способствуют преобладанию γ'-фазы в
карбонитридной зоне, что объясняет повышение износостойкости. Термогазоциклический процесс 530 ℃ /580 ℃ в пульсирующей аммиачно-воздушной смеси с завершающей пассивной стадией применен для формирования зоны соединений на базе γ'-фазы в стали 03Х11Н10М2Т (ВНС-17).

газоциклическое азотирование, стали, диффузионный слой, зона внутреннего азотирования, карбонитридная зона, износостойкость