Комп’ютерне моделювання перерозподілу азоту в технологіях комплексного іонного азотування легованих сталей

Abstract

Робота присвячена моделюванню за допомогою COMSOL Multiphysics 5.5 перерозподілу азоту в деталях з легованої сталі 9ХС у процесі їхнього ізотермічного відпалу або ви-тримування під гартування після операції іонного азотування. Така технологія комплексного іонного азотування також передбачає низький відпуск після гартування та фінішну механічну обробку поверхні й має низку переваг порівняно з традиційними способами азотування. Для комплексного іонного азотування дуже актуальні оцінка і прогноз глибини проникнення азоту, тому моделювання проводили з метою дослідження дифузійного перерозподілу азоту в циліндричних пуансонах зі сталі 9ХС за умови температури 860 °С, які мали на поверхні готовий азотований шар завтовшки 80 мкм. Показано, що в зоні різальної кромки (окружності торця) пуансона спостерігається ефект підвищеного вмісту азоту в процесі його перерозподілу. Встановлено, що за прийнятих припущень перетворення ε-нітриду в азотистий аустеніт відбувається за 3,25 хв. Отримані концентраційні профілі перерозподілу азоту за умови різного часу витримування, які можуть застосовуватися для прогнозування в заводській практиці