Влияние оксидной пленки на формирование оксинитридной зоны Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Литература

1. Кукта Г. М. Машины и оборудование для приготовления кормов. М.: Агропромиздат, 1987. 303 с.

2. Погосян Э. М. Исследование и обоснование основных параметров смесителя кормов непрерывного действия. Автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Ереван, 1980.

3. Думикян Х. О. Разработка шнекового смесителя кормов непрерывного действия и уточнение его основных параметров применительно к увлажнению стебельчатых кормов с целью их брикетирования. Автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Ереван, 1983.

4. Трегуб Л. И., Эшдавлатов Э. У., Праватов Н. М. Смеситель а.с. №1465016, 1988 (СССР).

Влияние оксидной пленки на формирование оксинитридной зоны Бойназаров У. Р.1, Бегимкулов Ф. Э.2

'Бойназаров Урол Равшанович /Boynazarov Urol Ravshanovich - кандидат технических наук, доцент,

заведующий кафедрой;

2Бегимкулов Файзулла Эргашевич /Begimkulov Fayzulla Ergashevich - кандидат технических наук, доцент,

кафедра наземных транспортных систем, Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Республика Узбекистан

Аннотация: в статье приведены данные исследования влияния оксидной пленки на формирование фазового состава и строения оксинитридного слоя.

Ключевые слова: предварительное оксидирование, оксидная пленка, нитрид, оксинитридный слой, фаза, деоксидирование, диффузия.

УДК 621.785.5

Поскольку предлагаемый процесс осуществляется в три стадии, рентгеновским методом исследовалось изменение фазового состава на каждой стадии обработки. Процессы, протекающие при парооксидировании азотированной стали, подробно исследованы и в настоящей работе не рассматривались. Более подробно исследовались процессы пароокидирования и азотирования стали и армко-Fe при наличии оксидных слоев на поверхности.

Для качественной оценки изменения соотношения нитридных и оксидных фаз в зависимости от режимов обработки исследовались изменения интегральной интенсивности (в условных единицах) следующих линий фаз: у'-(200); е-(101); Fea(100); Fe3O4(311); Fe2O3(112); Fe0(200).

При исследовании изменения состава оксидного слоя при температурах парооксидирования 550-580 и 620оС при выдержках до 30 минут, было выявлено, что при температурах 550 и 580оС оксидный слой состоит из Fe304 и Fe2O3 , при температуре 620 оС кроме указанных фаз появляется FeO. Количество оксидов (толщина оксидного слоя) увеличевается как с увеличением температуры, так и с увеличением времени выдержки при парооксидровании (рис. 1).

При азотировании предварительно оксидированных образцов одновременно с насыщением стали азотом проходят процессы деоксидирования, которые сводятся к последовательному переходу окислов в ряду Fe2O3 ^ Fe3O4^ FeO, соответственно уменьшению содержания кислорода в оксиде. При этом выделяющийся кислород диффундирует в двух противоположных направлениях к поверхности и вглубь металла, оказывая существенное влияние на диффузию азота.

5 10 20 30

Время предварительного оксидированеия:, минут

Рис. 1. Изменение интенсивности линий Ее2О3 (112), Ее3О4 (220), ЕеО (220) при увеличении времени парооксидирования при температурах 550 "С (1), 580 "С (2), 620 "С (3) на армко - Ее — ЕеО - Ее3О4 - Ее2О3

Для выявления изменения фазового состава при деоксидировании было проведено допольнительное исследование, позволяющее оценить стабильность различных оксидных фаз при выдержках при температурах, соответствующих температурам процесса насыщения азотом. Оксидированные образцы выдержались при температурах 580 оС и 620 оС в инертной атмосфере аргона и для выявления влияния водорода в атмосфере диссоцированного аммиака.

Показано, что оксид Ге2О3 не фиксируется на дифрактограммах уже при выдержке 15 минут, а оксид Ге3О4 отличается высокой стабильностю при температуре 580 оС и сохраняется при выдержке до 1 час. При длительных выдержках возможен частичный переход Ге3О4 в оксид ЕеО. При увелечении температуры выдержки в инертной атмосфере до 620 оС, оксид Ге3О4 частично переходит в оксид ЕеО. Образование слоя ЕеО на границе оксидный слой - металл может приводить к отслаиванию оксидного, а при азотировании и нитридного слоя.

При деоксидировании оксидов выделяется кислород, который диффундирует к поверхности образца и вглубь металла. Выделяясь на поверхности, кислород, связывая водород, может смещать равновесие реакции диссоциации аммиака, увеличивая азотный потенциал насыщающей атмосферы. Так, в случае проведения в одних и тех же условиях азотирования (в одном процессе) окисленных и неокисленных образцов, на неокисленных образцах наблюдается образование нитрида Ге4Ы (у'-фаза), а в случае предварительно окисленных образцов - е-фазы [1].

При послойном анализе азотированных слоев на оксидированных образцах выявлено, что е-нитрид образуется на начальных стадиях насыщения (длительностью <1 час) на поверхности оксидной пленки и возможность ускорения процесса азотирования непосредственно определяется составом и толщиной полученной при предварительном парооксидировании оксидной пленки.

Интенсификации процесса насыщения азотом на предварительно оксидированных поверхностях способствует, вероятно, то обстоятельство, что при деоксидировании выделяющийся кислород, диффундируя вглубь металла, увеличивает диффузионную подвижность азота в легированной кислородом матрице. В случае азотирования предварительно оксидированных образцов из легированных сталей, интенсификация процесса возможна и за счет снижения концентрации легирующих элементов в матрице при образовании дисперсных фаз.

Исследование кинетики формирования диффузионных оксинитридных покрытий показало, что при кратковременном предварительном оксидировании получаемые оксидные пленки, состоящие в основном из Ге3О4 толщиной 1,0-3,5 мкм, обеспечивают ускорение процесса насыщения азотом при азотировании.

Литература

1. Бойназаров У. Р. Разработка технологии нитрооксидирования с предварительным оксидированием.

Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва - 1993 г.