Изучение микроструктуры, химического состава и свойств поверхностной зоны высокопрочных чугунов после азотирования

В результате азотирования высокопрочных чугунов на перлитной металлической основе с шаровидным графитом были обнаружены в диффузионном слое светлые области, напоминающие по форме графит. Для установления зависимости влияния светлых областей на свойства и работоспособность деталей измеряли микротвердость. Полученное значение по шкале Виккерса составляет всего 107 HV, что соответствует ферриту. Такая мягкая структура в диффузионном слое высокопрочного чугуна с шаровидным графитом способствует улучшению рабочих характеристик изделий. Поэтому необходимо определить морфологию этой структурной составляющей чугуна. Следовательно, зная химический состав, можно детально изучить фазы, входящие в структуры светлых областей. С помощью электронного микроскопа определен химический состав, а также проведен микроструктурный и рентгеноструктурный анализ поверхности азотированного слоя образца из чугуна. По данным карт, полученных микрорентгеноспектральным методом, в состав светлых областей входят железо, углерод и азот, следовательно, данные выделения — ε-фаза, образованная на месте включений графита

Литература

[1] Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1983. 359 с.

[2] Давыдов С.В. Кристаллизация шаровидного графита в расплаве высокопрочного чугуна // Заготовительные производства в машиностроении. 2008. № 3. С. 1–8.

[3] Панов А.Г. Метод повышения стабильности результатов модифицирования графитизированных чугунов // Литейщик России. 2010. № 8. С. 17–19.

[4] Nicoletto G., Konecna R., Majerova V. Fatigue behavior and fracture mechanisms of nitrided nodular cast iron // Metal 2006. Hradec and Moravici, CZ, 2006.

[5] Konecna R., Nicoletto G., Majerova V. Structure and fatigue failure analysis of nitrided nodular cast iron // Metal 2006. Hradec and Moravici, CZ, 2006.

[6] Nicoletto G., Konečná R., Majerová V. Influence of nitriding on the fatigue behavior and fracture micromechanisms of nodular cast iron // Trdnost materialov. 2008. No. 1.

[7] Suh C.M., Jang H.K. Effects of surface hardening and residual stress on the fatigue characteristics of nitrided SACM 645 steel // International Journal of Modern Physics B. 2003. Vol. 17. No. 8–9. Р. 1633–1639. DOI: 10.1142/S0217979203019435

[8] Sung J.H., Kong J.H., Yoo D.K., On H.Y., et al. Phase changes of the AISI 430 ferritic stainless steels after high-temperature gas nitriding and tempering heat treatment // Materials Science and Engineering A. 2008. Vol. 489. No. 1-2. Р. 38–43. DOI: 10.1016/j.msea.2007.11.078

[9] ГОСТ 3443–87. Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры. М.: Стандартинформ, 2005. 43 с.

[10] Усков М.П. Структура и фазовые превращения твердых растворов внедрения на основе альфа-железа. Автореферат дисc. … д-ра физ.-мат. наук. М.: Изд-во МИСиС, 1982. 32 с.