Плотность ионного тока и параметры поверхностного слоя хромсодержащих сплавов железа при имплантации ионов азота низкой энергии

Abstract

В работе приведены данные по фазовому составу, структуре и микротвердости сталей 40Х, 40X13 и высокопрочного хромистого чугуна, обработанных ионами азота при плотности тока 1 - 2 мА/см2. Установлено, что в низколегированных хромистой стали 40Х и чугуне при одинаковом флюенсе ионов большую глубину модифицированного слоя обеспечивают режимы имплантации с низкой плотностью ионного тока (j = 1 мА/см2) и большей продолжительностью облучения. В высокохромистой стали 40X13 глубина азотированного слоя определяется дозой ионов и не зависит от плотности тока и времени облучения. Сделан вывод, что высокохромистые стали типа 40X13 способны образовывать глубокие модифицированные слои внутреннего азотирования при плотностях ионного тока j = 1,5 - 2 мАУсм и малых продолжительностях обработки Причиной является высокая растворимость в них азота и стимулированная облучением объемная диффузия. В работе обсуждается механизм формирования модифицированных азотом слоев для сталей и сплавов с различным содержанием хрома.