Особенности формирования поверхностных фаз при химико-термической обработке сплавов на основе железа

Рассмотрены особенности формирования поверхностных фаз на образцах технического железа при химико-термической обработке в течение 2, 4 и 6 ч при температуре 850 °C: вакуумной цементации в ацетилене и жидкостном борировании в расплаве, содержащем тетраборат натрия и аморфный бор. Приведены микрофотографии поперечного сечения образцов. Рентгенофазовый анализ дал возможность сопоставить фазовый состав приповерхностных слоев, полученных в результате химико-термической обработки, с микроструктурами образцов. Установлено, что при цементации в поверхностном слое образцов технического железа присутствуют фазы Fe₃C и Fe-α, а при борировании — FeB, Fe₂B и Fe₃B и отмечается отсутствие характерных пиков Fe-α на рентгенограмме. Анализ микроструктуры дал возможность получить информацию о глубине проникания насыщающих элементов и, как следствие, определить зависимость толщины упрочненного слоя от времени насыщения. Показано, что зависимость толщины диффузионного слоя от времени насыщения имеет параболический характер, что свидетельствует о преобладающей роли диффузионного массопереноса при насыщении

Литература

[1] Материаловедение / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин, Н.М. Рыжов, В.И. Силаева. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 648 с.

[2] Крукович М.Г. Механизм формирования диффузионных слоев // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2012. № 15. С. 69–76.

[3] Рентгеновская дифрактометрия / М.Г. Исаенкова, Ю.А. Перлович, В.И. Скрытный, Н.А. Соколов, В.Н. Яльцев. М.: МИФИ, 2007. 60 с.

[4] Барабаш М.А., Колмыков Д.В., Гончаров А.Н., Колмыков В.И. Повышение износостойкости восстановленных деталей цементацией при ремонте машин // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. № 5. С. 44–47.

[5] Гурьев А.М., Лыгденов Б.Д., Власова О.А. Интенсификация процессов химико-термической обработки металлов и сплавов // Фундаментальные исследования. 2008. № 8. С. 48–50.

[6] Special features of vacuum carburizing of heat-resistant steel in acetylene / N.M. Ryzhov, A.E. Smirnov, R.S. Fakhurtdinov, L.M. Mulyakaev, V.I. Gromov // Metal Science and Heat Treatment. 2004. Vol. 46. Iss. 5-6. Р. 230–235. DOI: 10.1023/B:MSAT.0000043108.71523.08

[7] Ryzhov N.M., Smirnov A.E., Fakhurtdinov R.S. Control of carbon saturation of the diffusion layer in vacuum carburizing of heat-resistant steels // Metal Science and Heat Treatment. 2004. Vol. 46. Iss. 7-8. Р. 340–344. DOI: 10.1023/B:MSAT.0000048845.35526.09

[8] Смирнов А.Е., Фахуртдинов Р.С., Пахомова С.А., Рыжова М.Ю. Технология вакуумной цементации зубчатых колес из теплостойких сталей // Технология металлов. 2017. № 1. С. 8–16.

[9] Баландин Ю.А. Износостойкие комплексные покрытия на основе бора // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2006. Т. 42. № 2. С. 150–153.

[10] Структура и свойства диффузионно-упрочненных бором и титаном поверхностей горячештампованных сталей / А.М. Гурьев, Б.Д. Лыгденов, С.Г. Иванов и др. // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 4. С. 60–62.

[11] Шипко А.А., Руденко С.П., Валько А.Л., Чичин А.Н. Высокотемпературная вакуумная цементация — резерв по снижению энергоемкости производства и улучшению качества зубчатых колес трансмиссий энергонасыщенных машин // Литье и металлургия. 2016. № 2 (83). С. 104–109.