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

Abstract

Результаты исследований показали, что в результате ионной имплантации азота в образцы стали 12Х18Н10T формируется ионно-легированный слой толщиной около 27 мкм, который состоит из a-Fe, в объеме которого кристаллизуются наноразмерные частицы e-Fe3N, средний размер которых составляет 10-20 нм. В результате импульсной электронно-пучковой обработки имплантированных образцов стали 12Х18Н10T с плотностью энергии в импульсе 4 Дж/см2 наблюдается формирование наплавленного модифицированного слоя толщиной около 20 мкм, который состоит преимущественно из зерен g-Fe c включением нитридных фаз Fe16N2 и CrN.

The results of experiments on low-energy implantation of AISI 321 stainless steel by nitrogen ions are presented. The thickness of the modified layer can reach 27 ?m after 1 hour of ion-plasma treatment. According to the X-ray structural analysis it was found that the surface layers are characterized by a crystal structure and contain two phases: ?-Fe (BCC) and high nitrogen iron nitride Fe3N (FCC). Analyzing the diffractograms of post-implantation impact on the ion-doped layer of a high-current electron beam with sub-millisecond duration with energy densities of 4 J/cm2 showed that their surface layer has a pronounced crystal structure, consisting of austenite gamma-Fe, CrN and metastable phase Fe16N2.