Лашнев Михаил Михайлович

В статье разработана и описана математическая модель совместного насыщения комплексно-легированной стали углеродом и азотом в атмосфере низкого давления. Разработан  программный продукт, который  предоставил возможность на основании параметров технологического процесса ВНЦ рассчитывать для стали ВКС-10 концентрационные кривые углерода, азота и основных легирующих элементов, а также основные характеристики фазового состава в табличном и графическом виде.  Учтено влияние сложного химического состава данной стали на формирование диффузионного слоя. Показана удовлетворительная адекватность разработанной модели в интервале температур от 880 до 940 °C, характерных для высокотемпературной нитроцементации. При помощи математической модели исследованы закономерности формирования диффузионных слоев в зависимости от технологических факторов вакуумной нитроцементации.

Определены регрессионные зависимости углеродного и азотного потенциала от температуры и концентрации ацетилена при насыщении железа и комплексно-легированных сталей в плазме тлеющего разряда. Выявлено определяющее влияние скорости адсорбции молекул ацетилена на интенсивность массопереноса углерода. На основе анализа экспериментальных данных, термодинамических соотношений и структуры молекулы ацетилена определена наиболее вероятная реакция его диссоциации. Показано влияние твердорастворного и реакционного механизмов насыщения на кинетику массопереноса углерода при ионной цементации.

Проведено экспериментальное изучение насыщения углеродом и азотом комплексно-легированной стали в атмосфере низкого давления. Показана возможность увеличения количества остаточного аустенита и повышения дисперсности карбонитридной фазы в ходе вакуумной нитроцементации по сравнению с вакуумной цементацией. Управляющие факторы вакуумной нитроцементации оптимизированы на основе применения  математической модели процесса.