Материал: Качанов Н.Н. Рентгеноструктурный анализ (поликристаллов) практическое руководство

углерода. Пользование подобным графиком ясно из принципа его

построения.

На фиг. 51 дан график изменения мартенсита, аустенита

и a-железа в зависимости от содержания в них углерода. Расчет

ченные при расчете рентгенограммы. Затем, приложив полоску к оси ординат так, чтобы нулевая отметка совпала с отметкой 1,000, пе­ редвигают ее вдоль оси абсцисс до тех пор, пока все отметки не со­ вместятся с линиями графика. При перемещении полоски бумаги

необходимо следить за тем, чтобы нулевая отметка все время пере­ мещалась вдоль оси абсцисс, сохраняя параллельность оси орди­

137

нат. При совмещении всех отметок с линиями диаграммы будут оп­ ределены индексы линий рентгенограммы (которые читаются с пра­ вой стороны графика), а по оси абсцисс — содержание углерода. На графике фиг. 51 показано положение, соответствующее данным, приведенным в табл. 32. В соответствии с положением, показанным на графике, в мартенсите и аустените цементированного слоя для рассмотренного выше примера содержание углерода равно 1,1%. Такое же количество углерода найдено также и путем расчета.

При медленном охлаждении цементированной стали избыточный углерод будет выделяться из твердого раствора с образованием

цементита (а в случае присутствия других карбидообразующих элементов — специальных карбидов). В этом случае на рентгено­ грамме могут присутствовать линии ct-железа и карбидов. Присут­ ствие линии карбида на рентгенограмме зависит от общего количества их в слое. В этом случае следует применять карбидный и рентге­ новский анализы вместе.

В качестве примера в табл. 33 приводятся данные фазового со­ става слоя стали 18ХНВА после цементации при 910° ± 10° в твер­ дом карбюризаторе и медленного охлаждения.

На основании совпадения интенсивности линий (в таблице не приведены) и межплоскостных расстояний, полученных на рент­ генограммах электролитически выделенных осадков, можно прийти к выводу о том, что, кроме аустенита, в цементированном слое со­ держатся карбиды РезС и (Fe, Сг, W)2sC6.

Послойным фазовым анализом установлено, что распределение указанных карбидов по глубине слоя неравномерно: на поверхности слоя находится карбид РезС и отсутствует карбид (Fe, Сг, \У)гзС6; на глубине 0,4—0,5 мм карбид РезС полностью исчезает; макси­ мальное количество карбида (Fe, Сг, \¥)гзС6 находится на глубине

0,2—0,3 мм.

Таблица 33

138

Азотирование, как и цементация, нашло широкое применение для упрочнения поверхностных слоев изделий. Азотированию под­ вергаются, как правило, легированные стали. Это объясняется тем,

что высокая твердость азотированного слоя получается лишь при азотировании таких сталей.

В соответствии с диаграммой состояния системы Fe — N при

Нитриды железа, являющиеся типичными фазами внедрения,

кристаллизуются, как правило, с избытком атомов металла против стехиометрического соотношения. Состав нитридов зависит от кон­ кретных условий образования. Поэтому периоды решеток ука­ занных нитридов переменны и колеблются в следующих пределах:

Fe2N — а = 2,695 4- 2,767А;

Fe4N —а = 3,79 4-3,80 А;

— = 1,60 4-1,62

а

При азотировании высоколегированных специальных сталей и сплавов возможно образование нитридов не только железа, но и других элементов, входящих в состав сплава. Так, при азотировании

жаростойкой аустенитной стали ЭИ-69 образуется слой, состоящий из нитридов железа Fe4N и нитридов хрома CrN, внедренных в зерна твердого раствора азота в аустените.

Рассмотрим примеры фазового анализа азотированных слоев стали.

В табл. 34 дан пример расчета рентгенограммы, снятой на излу­

с печью) подвергалась сталь марки 35XH3M.

Сравнение значений межплоскостных расстояний, полученных экспериментально, с указанными в графах 9 и 12, а также анализ

интенсивности линий позволяют заключить, что азотированный слой состоит из 8- и у'-фаз.

Исходя из соотношения интенсивностей фаз, можно сделать вы­ вод о том, что у'-фаза расположена не на поверхности, а на некотором углублении. К этому выводу можно прийти на основании следующих соображений. Если бы обе фазы находились в одинаковых условиях

139

по отношению к рентгеновским лучам (т. е. на одинаковом^расстоя-

тированного слоя.

нограмме была бы не меньше интенсивности соответственно линий (11.1), (11.2) и (22.1) е-фазы. Так как интенсивность указанных ли­ ний у'-фазы не только не равна, а даже заметно меньше соответ­ ствующих линий е-фазы, можно полагать, что у'-фаза находится на не­ котором расстоянии от поверхности. Распределение фаз по глубине

азотированного слоя может быть установлено послойным фазовым анализом.

Для определения концентрации фаз азотированного слоя пред­ ложены специальные шкалы, приведенные для излучений хромо­

вого и железного анодов на фиг. 52, а—в. Определение концентра­

ции отдельных фаз производится следующим образом.

1-й случай. На рентгенограмме присутствуют линии только двух фаз. Концентрация фаз определится по одному из графиков

140