хериалов является легирование
азотом, что позволяет снизить содержание металлических легирующих
элементов. Азот в качестве упрочнителя сталей и сплавов эффективен как в
твердом растворе, так и в виде нитридов. В России ведутся работы по
получению азотсодержащих порошков [4].
Растворимость молекулярного азота
при атмосферном давлении, вплоть до температур плавления железа, невелика.
Так, при 1500 °С она составляет 0,045 % (масс). Обычно азотсодержащие
стали получают с использованием плавильных методов (введением
азотсодержащих лигатур, повышением парциального давления азота в печи,
наведением соответствующих шлаков) либо насыщением поверхностей
деталей и инструмента атомарным азотом (например, в среде
диссоциированного аммиака). Однако нитриды, образующиеся при
кристаллизации слитка, имеют большие размеры и неравномерно
распределены по сечению. Метод насыщения атомарным азотом поверхности
готовых деталей сопряжен со значительными ограничениями по размерам
изделий и глубине азотсодержащего слоя.
Для обеспечения высоких
эксплуатационных свойств сталей требуется создание системы
тонкодисперсных и однородно распределенных частиц упрочняющей фазы в
исходной матрице. В случае использования для этих целей нитридов
необходима высокая активность насыщающей среды — азота. Этого можно
добиться, уменьшая пути диффузии, т. е. переходя к насыщению порошков, а
также увеличивая азотный потенциал. Использование в качестве насыщающей
атмосферы молекулярного азота, сжатого до высоких давлений, создает
условия для глубокого азотирования сплавов железа при температурах,
когда неэффективно традиционное азотирование.
Регулирование азотного потенциала
давлением и использование в качестве объекта насыщения специально
разработанных порошков сплавов должно обеспечить получение однородно
распределенных в матрице тугоплавких дисперсных
нитридов.
Для газобарического насыщения
азотом порошки сплавов (табл. 4.2) получали методом распыления
вращающегося электрода в гелии (ReP-процесс) или распылением расплава
азотом. В результате были получены опытные партии порошков матричных
сплавов с содержанием кислорода 0,002...0,005 %, углерода
0,034...0,047 % и серы 0,004...0,005 % [5].
В качестве рабочей фракции для
газобарического насыщения азотом использовали порошки крупностью менее 400
мкм с насыпной плотностью 4,5...4,7 г/см3 и текучестью
15...16 с (50 г).
