Влияние параметров электронного пучка и ионного потока на скорость плазменного азотирования аустенитной нержавеющей стали

Метод азотирования металлов в плазме электронного пучка использован для изменения плотности тока и энергии ионов азота при постоянной температуре образца путем изменения параметров электронного пучка (5–20 A, 60–500 eV). Пучок генерировался источником электронов на основе разряда с самонакаливаемым полым катодом. Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т насыщалась азотом при 500$^\circ$C в течение 1 h. Измерением микротвердости на поперечных шлифах образцов получены зависимости толщины азотированного слоя от плотности ионного тока (1.6–6.2 mA/cm$^2$), энергии ионов (100–300 eV), давления азотно-аргоновой смеси (1–10 Pa). Толщина слоя уменьшается на 4–5 $\mu$m с ростом энергии ионов на 100 V и возрастает от 19 до 33 $\mu$m при увеличении плотности ионного тока. Зависимость от давления имеет максимум. Полученные результаты противоречат выводам теории об ограничении толщины слоя ионным распылением, а величина эффективного коэффициента диффузии значительно превышает известные литературные данные.