Электронный научный журнал
 
Diagnostics, Resource and Mechanics 
         of materials and structures
ВыпускиО журналеАвторуРецензентуКонтактыНовостиРегистрация

2016 Выпуск 6

2018 Выпуск 2
 
2018 Выпуск 1
 
2017 Выпуск 6
 
2017 Выпуск 5
 
2017 Выпуск 4
 
2017 Выпуск 3
 
2017 Выпуск 2
 
2017 Выпуск 1
 
2016 Выпуск 6
 
2016 Выпуск 5
 
2016 Выпуск 4
 
2016 Выпуск 3
 
2016 Выпуск 2
 
2016 Выпуск 1
 
2015 Выпуск 6
 
2015 Выпуск 5
 
2015 Выпуск 4
 
2015 Выпуск 3
 
2015 Выпуск 2
 
2015 Выпуск 1

 

 

 

 

 

V. A. Shabashov, L. G. Korshunov, A. V. Litvinov, N. V. Kataeva, A. E. Zamatovsky

INCREASING THE DEPTH OF THE NITRIDED LAYER IN THE SURFACE OF AUSTENITIC ALLOYS USING FRICTION TREATMENT

In the Fe-12Cr-30Ni and Fe-15Cr-38Ni ion-plasma nitrided austenitic alloys the depth of the surface, gradient in concentration and phase composition, has been increased from 5 µm to 20 µm using dry sliding friction and high-pressure torsion in Bridgman anvils. The treatment is based on deformation-induced chromium nitride dissolution-precipitation cyclic phase transitions. As a result of 1 h nitriding at 500 ºC, a nitrogen solution in the Fe-Ni-Cr-N matrix and disperse nitrides of chromium CrN and iron Fe4N are formed in the alloy surface layers. Subsequent dry sliding friction or high-pressure torsion leads to nanostructuring, deformation-induced dissolution of chromium and iron nitrides, as well as to the mechanical alloying of the surface and the inner non-nitrided alloy layers. Besides, in the deformed austenitic matrix secondary chromium nitrides are formed. With additional 2 h annealing at 600 ºC, the additional exit of nitrogen from the austenitic Fe-Ni-Cr-N solid solution occurs, with the preferential formation of Cr2N nitride and the increase of the volume (depth) of the alloy matrix changed in terms of its structure and composition.

The reverse sequence, that is, preliminary friction and subsequent nitriding of the surface, does not noticeably increase the depth of the nitrided layer. It is explained by the accelerated migration of non-equilibrium grain boundaries in the surface nanostructured by friction, which reduces the time required for complete recrystallization to much less than the time of 1 h nitriding at 500 ºC. The result of fast recrystallization is the slight effect of fast diffusion in the surface nanostructured by friction.

Keywords: nitriding, deformation, Fe-Cr-Ni alloys, chromium nitrides

В. А. Шабашов, Л. Г. Коршунов, А. В. Литвинов, Н. В. Катаева, А .Е. Заматовский

УВЕЛИЧЕНИЕ ГЛУБИНЫ АЗОТИРОВАННОГО СЛОЯ ПОВЕРХНОСТИ АУСТЕНИТНОГО СПЛАВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ

В азотированных ионно-плазменным методом аустенитных сплавах Fe-12Cr-30Ni и Fe-15Cr-38Ni с использованием сухого трения скольжения и сдвига под давлением в наковальнях Бриджмэна осуществлено увеличение глубины (от 5 до 20 мкм) градиентной по концентрации и фазовому составу поверхности. В основу обработки положены циклические фазовые деформационно-индуцированные переходы «растворение-выделение» нитридов хрома. В результате азотирования при 500 ºС, 1 ч. в поверхностном слое сплавов формируется раствор азота в матрице Fe-Cr-Ni-N и дисперсные нитриды хрома CrN и железа Fe4N. Последующее сухое трение скольжения или сдвиг под давлением приводят к наноструктурированию, деформационному растворению нитридов железа и хрома, а также механическому сплавлению поверхностных и внутренних, неподверженных азотированию, слоев сплава. Кроме того, в деформированной матрице аустенита формируются вторичные нитриды хрома Cr2N. При дополнительном отжиге 600 ºС, 2 ч. происходит дополнительный выход азота из аустенитного Fe-Cr-Ni-N твердого раствора с преимущественным формированием нитрида Cr2N и увеличением объема (глубины) измененной по составу и структуре матрицы сплава. Обратная последовательность, а именно, предварительное фрикционное воздействия и последующее азотирование поверхности не дают заметного увеличения глубины азотированного слоя. Это объясняется ускоренной миграцией неравновесных границ зёрен в наноструктурированной трением поверхности, приводящей к завершению рекристаллизации за время, существенно меньшее времени азотирования 1 ч. при 500 ºС. Следствием быстрой рекристаллизации становится незначительным эффект быстрой диффузии в наноструктурированной трением поверхности.

Ключевые слова: азотирование, деформация, Fe-Cr-Ni сплавы, нитриды хрома

PDF        

 

импакт-фактор

 

МРДМК 2018 title=
МРДМК 2018

ЦКП Пластометрия
НЭБ РИНЦ
Google Scholar


РНБ

Учредитель:  Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук
Главный редактор:  Э.C. Горкунов
При цитировании ссылка на Электронный научно-технический журнал "Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures" обязательна. Воспроизведение материалов в электронных или иных изданиях без письменного разрешения редакции запрещено. Опубликованные в журнале материалы могут использоваться только в некоммерческих целях.
Контакты  
 
Главная E-mail 0+
 

ISSN 2410-9908 Регистрация СМИ в Роскомнадзоре Эл № ФС77-57355 от 24 марта 2014 г. © ИМАШ УрО РАН 2014-2018, www.imach.uran.ru