ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА УПРОЧНЕНИЕ И КАЧЕСТВО АЗОТИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ АУСТЕНИТНОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Актуальным является поиск эффективных способов упрочнения (при сохранении высокого качества поверхности) аустенитных хромоникелевых сталей – термически неупрочняемых и склонных к адгезии конструкционных материалов. В настоящей работе с использованием методов электронной сканирующей микроскопии, оптической профилометрии и микродюрометрии изучено влияние комбинированной обработки, включающей наноструктурирующую фрикционную обработку скользящим индентором в комплексе с азотированием в плазме электронного пучка при температурах Т_А=300–500 °С, на упрочнение, качество и шероховатость поверхности метастабильной аустенитной стали 04Х17Н8Т. Для сравнения исследовали плазменное азотирование недеформированной крупнокристаллической стали. После предварительного наноструктурирования поверхности стали фрикционной обработкой при последующем азотировании при Т_А=350 °С установлен существенный рост толщины упрочненного слоя. Указанная температура является минимальной температурой эффективного азотирования как деформационно-наноструктурированной, так и крупнокристаллической стали. Предварительная деформационная обработка препятствует сильному росту шероховатости и ухудшению качества поверхности при азотировании вследствие подавления выделений по границам зерен и субзерен нитридных фаз, приводящих к «вспучиванию» поверхности недеформированной стали. Однако на поверхности стали, подвергнутой фрикционной обработке, азотирование при Т_А=500 °С вызывает интенсивный блистеринг и порообразование. Это обусловлено возникновением в диффузионно-активном наноструктурированном поверхностном слое при азотировании повышенного количества ε-фазы и газообразного азота. Снижение температуры азотирования от 500 до 350 °С способствует устранению блистеринга, порообразования, и, как следствие, уменьшению шероховатости (до Ra=0,1 мкм) и улучшению качества поверхности азотированной стали, предварительно упрочненной фрикционной обработкой.