Формирование слоев

Указанные особенности формирования магнитных свойств ионно-модифицированных слоев в зависимости от их структурно-фазового состояния могут быть использованы для целенаправленного получения слоев с требуемым комплексом магнитных характеристик.

Для исследования влияния режимов ионно-лучевого модифицирования азотом стали 12Х18Н10Т на размер ферромагнитных частиц, образующихся в модифицированных слоях, проводилось рентгенографическое определение эффективного размера a-частиц после различных режимов ионной обработки. Одновременно проводилось измерение магнитных свойств.

Было обнаружено, что с увеличением температуры ионной обработки увеличивается интенсивность дифракционной линии a-Fe и уменьшается ее ширина. Указанная трансформация дифракционного профиля свидетельствует об увеличении объемного содержания и размера а-частиц. Здесь необходимо отметить, что при расчете размера ферромагнитных частиц в соответствии с выражением Селякова-Шеррера не учитывается вклад в уширение, связанный с возможными мартенситными искажениями кристаллической решетки a-частиц. Можно видеть, что магнитная проницаемость модифицированного слоя, характеризуемая величиной г, увеличивается по мере возрастания размера а-частиц от 3 до 6 нм и достигает уровня максимальных значений при 5-6 нм. Дальнейшее увеличение размера частиц приводит к снижению магнитной проницаемости модифицированных слоев и росту их коэрцитивной силы, характеризуемой величиной VH. В случае пониженной плотности тока ионного пучка и высокой дозы имплантированных в сталь ионов оптимальный размер выделяющихся в слое частиц (=5 нм) достигается при температуре 720 К. Имплантация при 770 К приводит к увеличению размера частиц до 8 нм, снижению магнитной проницаемости и резкому возрастанию коэрцитивной силы.

Постоянный рост в потребности обеспечения высокого уровня эксплуатационных свойств инструментов делает актуальной задачу разработки высокоэффективных технологий поверхностного упрочнения. Использование термической и химико-термической обработки может быть особенно эффективно для уменьшения износа и усталостного разрушения рабочих поверхностей.