Исследование структурно-фазового состояния ионно-легированных слоев мартенситной стали, сформированных при высокоинтенсивной ионной имплантации ионов азота

Abstract

Объектом исследования являются образец мартенситной стали 40Х13, имплантированный ионами азота. Цель работы – исследование влияния имплантации ионов азота на структурно-фазовое состояние и механические свойства мартенситной высокохромистой стали 40Х13. В процессе исследования установлено, что ионная имплантация азота в образец стали 40Х13 приводит к образованию на его поверхности азотированного слоя толщиной 75 мкм. Показано, что сформированный азотированный слой, обладающий высокодисперсной структурой и состоящий из азотистого феррита, нитридной фазы железа Fe4N и нитрида хрома, позволяет увеличить микротвердость исследуемых образцов стали от 3 до 9 ГПа. Методы исследования: рентгенофазовый анализ, просвечивающая электронная микроскопия, метод индентирования по Виккерсу.

The object of the study is a sample of martensitic steel 40X13 implanted with nitrogen ions. The purpose of this work is to study the effect of nitrogen ion implantation on the structural-phase state and mechanical properties of martensitic high-chromium steel 40Kh13. In the course of the study, it was found that ion implantation of nitrogen into a 40Kh13 steel sample leads to the formation of a nitrided layer 75 ?m thick on its surface. It is shown that the formed nitrided layer, which has a highly dispersed structure and consists of nitrogenous ferrite, iron nitride phase Fe4N, and chromium nitride, makes it possible to increase the microhardness of the studied steel samples from 3 to 9 GPa. Research methods: X-ray phase analysis, transmission electron microscopy, Vickers indentation met