XXXII Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, 14 – 18 февраля 2005 г. микротвердость, структура, Фазовый и элементный состав поверхностных слоев КОНСТРУКЦИОННЫХ сталей, модифицированных в плазме дугового разряда низного давления И.М. Гончаренко, С.В. Григорьев, Ю.Ф. Иванов, Ю.А. Колубаева, Д.С. Вершинин, Н.Н. Коваль, А.В. Ширинкина Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск, Россия,e-mail: lassie2@yandex.ruМетодами построения профилей микротвердости и оптической металлографии, сканирующей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и вторичной ионной масс – спектрометрии проведены сравнительные исследования нелегированной стали 45, слаболегированных сталей 40Х, 50ХФА и высоколегированной стали 40Х13, подвергнутых азотированию в тлеющем (550 С, 2 и 8 часов) и дуговом (550 С, 2 часа) разрядах, а также комплексной ионно-плазменной обработке.Азотирование в обоих типах разрядов приводит к формированию поверхностного нитридного слоя с высокой твердостью и протяженной диффузионной зоны. Показано, что в дуговом разряде, формирование нитридного слоя происходит в ~ 4 – 5 раз, а диффузионной зоны в ~ 2 раза интенсивнее по сравнению с ионным азотированием в плазме тлеющего разряда. Обнаружено, что с точки зрения увеличения твердости, азотирование в условиях дугового разряда является наиболее эффективным для легированных сталей. Проведенные оценочные расчеты параметров ионов, поступающих при азотировании из плазмы тлеющего и дугового разрядов, подтверждают эти сведения. Установлено, что комплексная ионно – плазменная обработка стали 45, заключающаяся в алитировании с последующим азотированием, выполненные в едином технологическом цикле, приводит к увеличению твердость поверхностного слоя до значений ~1000 кГ/мм2 при исходной твердости ~220 кГ/мм2, что сравнимо со значениями, получаемыми при азотировании специальных высоколегированных сталей. Предварительное насыщение алюминием высоколегированной стали 40Х13 не приводит к дополнительному повышению твердости после ионного азотирования. Следовательно, для этого типа сталей вполне достаточным и эффективным является применение процесса насыщения только азотом в плазме дугового разряда низкого давления. Высказаны предположения и проанализированы механизмы, объясняющие существенное увеличение твердости нелегированной стали 45, подвергнутой комплексной ионно плазменной обработке.