СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН С ПОЛУЧЕНИЕМ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ПРИПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И СОСТАВ СЛОЯ

1. Способ азотирования деталей машин с получением наноструктурированного приповерхностного слоя, состоящий в том, что материал подвергают предварительной термообработке и последующему азотированию, отличающийся тем, что в качестве предварительной термообработки используют закалку при температуре 920…940°C, последующий высокий отпуск с нагревом до 600…650°C в течение 2…10 ч и удаление обезуглероженного слоя, а затем проводят ионно-плазменное азотирование при следующих параметрах в диапазоне температур 500…570°C:
- напряжение на катоде 300…320 В;
2
- плотность тока 0,20…0,23 мА/см;
- состав газовой среды - аммиак различной степени диссоциации от нуля до 80%
3
- расход газовой смеси до 20 дм/ч;
- давление в камере при катодном распылении - 1,3…1,35 Па, при насыщении - 5…8 ГПа;
причем азотирование проводят в режиме циклического изменения температуры и степени диссоциации аммиака, в первой половине цикла температура составляет 570°C при максимальном азотном потенциале, а во второй половине цикла температуру снижают до 500°C, при этом азотный потенциал снижают за счет увеличения степени диссоциации аммиака (40…80%), при этом число подобных циклов должно быть не менее 10.
2. Состав приповерхностного слоя материала, содержащий диффузионную зону с наноразмерными нитридными включениями, отличающийся тем, что в результате использования способа по п.1 в указанном слое присутствует сочетание α-фазы с некогерентными нитридами легирующих элементов, играющей роль мягкой матрицы, и твердых включений, представляющих собой нитридные наночастицы ε-фазы, сформированные в результате фазовой локальной перекристаллизации решеток нитридов железа, протекающей в результате циклических изменений температуры азотирования и степени диссоциации аммиака.