9.2. Лазерне азотування та ціанування
Азотування, поряд з цементацією,
є досить розповсюдженою операцією хіміко-термічної обробки не лише сталей,
а й сплавів титану тощо. Тому роботи із дослідження та впровадження
лазерного азотування почалися майже водночас із лазерною
цементацією.
Як джерела азоту
використовуються різні середовища:
1. "Класичний" варіант — аміак. Лазерним
азотуванням обробляли "класичну" сталь нітралой 38ХМЮА. Лазерне
імпульсне нагрівання проводиться як з оплавленням поверхні, так і без
нього. Перший варіант кращий, бо при цьому значно полегшується
дифузія азоту. В результаті утворюється азотистий мартенсит з великим
умістом азоту і високою твердістю. Встановлено також, що кратність
лазерної обробки і тиск аміаку мало впливають на твердість шару. Лише
одночасне збільшення цих параметрів сприяє помітному росту
твердості.
2. Використовували також струмінь технічного азоту
під тиском, дещо вищим (на 0,5 МПа) від атмосферного.
Азотуванню піддавались сталі Р18, 95X18, 20X13 після попередньої термічної
обробки (гартування і відпуску) на твердість 6900...7800 МПа.
У результаті твердість поверхневого шару на сталі Р18 підвищилась
до 10300 МПа. Аналогічні результати отримані й на інших
сталях.
3. Як джерело азоту використовували також пасту на
основі аміачної солі - карбаміду СО(МН2)2,
яку наносили на поверхню сталі, після чого проводилося лазерне
нагрівання з оплавленням поверхні. У поверхневому шарі зафіксовано
наявність не тільки а-тау-твердих розчинів азоту в залізі, але й нітриду
Ре2М, карбонітри-ду Ре2(С,
/V/ Мікроструктура шару
відзначається високим ступенем дисперсності, а його мікротвердість досягає
8400...9400 МПа, незважаючи на значну (до 30...50 %)
кількість залишкового аустеніту.
Одночасне насичення поверхневих
шарів сталевих виробів вуглецем і азотом, як відомо, називається
нітроцементацією, коли проводиться у суміші вуглеце- та
азотомістких газів, і ціануванням,
