Разработка способа направленной модификации тонкопленочных нитридных покрытий для повышения сопротивляемости коррозионным процессам сталей и сплавов

Аннотация

В последние годы большое внимание уделяется исследованиям в области повышения устойчивости к внешним воздействиям, включая коррозионную стойкость сталей и сплавов, подвергающихся эксплуатации в условиях воздействия агрессивных сред или высоких температур. Интерес к данному направлению обусловлен необходимостью повышения сроков эксплуатации стальных изделий, что позволит снизить себестоимость большинства технологических процессов. Наиболее перспективными методами повышения прочностных характеристик, а также устойчивости к коррозионной деградации является нанесение на сталь различных защитных покрытий, среди многообразия которых можно выделить нитридные покрытия, обладающие высокой устойчивостью к коррозии и деградации, вызванной воздействием агрессивных сред. Также одним из способов повышения устойчивости к внешним воздействиям, являются методы изменения дислокационной плотности в приповерхностном слое, позволяющие создать барьерный слой для проникновения кислорода и влаги сквозь защитное покрытие. Основываясь на предлагаемых методах защиты от коррозии в данной работе рассмотрены возможности совмещения методов нанесения нитридных покрытий и последующей ионной модификации с целью создания барьерного защитного слоя от коррозии нержавеющей стали 316L. В ходе проведенных исследований было установлено, что магнетронное нанесение нитридного покрытия (TiN) на поверхность нержавеющей стали приводит к повышению твердости на 10-13%, а последующая ионная модификация, выполненная путем воздействия низкоэнергетических ионов N2+ на нитридное покрытие с различным флюенсом облучения приводит к повышению прочности на 50-70% в сравнении с исходным значением. В результате коррозионных испытаний на сохранение стабильности прочностных свойств было установлено, что наиболее эффективным воздействием ионного облучения является флюенса 5×1013-1014 ион/см², приводящие не только к максимальному упрочнению, но и повышению потенциала коррозии, изменение которого свидетельствует о снижении скорости деградации.