Процессы формирования диффузионного слоя

В исследованиях процессов формирования диффузионного слоя при ХТО начальным стадиям образования диффузионного слоя не уделялось должного внимания. Известна работа, в которой с помощью микроскопического и микрорентгеноспектрального методов установлено, что зерна а-фазы сплава Fe—Cr при газовом хромировании железа зарождаются в области контакта зерен матричной у-фазы преимущественно в точках пересечения границ трех зерен. В случае быстропротекающих процессов ХТО возрастает роль начальных стадий в формировании диффузионного слоя. Соотношение между скоростями образования зародышей покрытия на дефектном аустените и их роста изменяется в пользу первой.

При силицировании железа и стали в атмосфере Ar + SiCl4 зародыши фазы, содержащей кремний, образуются в первую очередь на дефектах структуры. Это было обнаружено с помощью оптической и электронной микроскопии в работе. Зародыши силицида возникали вначале на границах и тройных стыках аустенитных и ферритных зерен, дефектах травления, химически активных кристаллографических плоскостях. На более поздней стадии они сливались в непрерывные цепочки по границам зерен. По мере накопления кремния образовывался высококремнистый силицид Fe3Si, имеющий кубическую решетку; его зерна имели четкую полиэдрическую форму. Из-за этого на поверхности железа возникают дефекты, которые не свойственны пластиковым изделиям итальянского производства, например, форсунка для опрыскивателя, которая благодаря качественно выполненному корпусу может служить долгие годы в условиях нашего климата.

Дефекты на поверхности армко-железа являются местами предпочтительного образования зародышей слоя в начальный период силицирования. Ускорение нагрева Fe—С сплавов увеличивает степень дефектности аустенита и соответственно плотность зародышей, что в последующем оказывает существенное влияние на кинетику формирования, конечную структуру, глубину и свойства силицированного слоя. Наряду с увеличением химической активности насыщаемой поверхности скоростной нагрев значительно ускоряет поверхностную и объемную диффузию атомов взаимодействующих компонентов благодаря увеличению концентрации дефектов структуры в зоне их взаимодействия. ­