Effect of Mechanical Activation of the Powder Mixture on the Structure and Properties of Boro-Aluminized Low-Carbon Steels

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 4 2020 153 MATERIAL SCIENCE кроскопа МЕТАМ РВ -34 с цифровой камерой Altami Studio ( Россия ). Для определения толщи - ны слоя использовали программный комплекс Nexsys ImageExpert Pro 3.0. Результаты и их обсуждение На первом этапе исследования механоакти - вации подверглись образцы исходной насыщаю - щей смеси состава B 4 C 78 %, Al 18 %, NaF 4 %. Время обработки смеси варьировалось от 5 до 30 мин . На рис . 1 представлен график влияния времени механоактивации ( измельчения ) на раз - мер ( среднее значение ) частиц насыщающей смеси . Наибольшее измельчение порошков до - стигается после 10 мин обработки . С увеличе - нием длительности измельчения эффективность механоактивации снижается . Исходная смесь и смесь после механоакти - вации были направлены на РФА . На рис . 2, а показана рентгенограмма исходной смеси . В образцах насыщающих смесей после механо - активации от 10 до 25 мин выявлен переход алю - миния и фторида натрия в аморфную форму , о чем свидетельствуют так называемые аморфные гало в диапазоне углов 43…46 о ( рис . 2, б ). На следующем этапе исследований прово - дился процесс ХТО на образцах стали Ст 3 и 3 Х 2 В 8 Ф при температуре 950 и 1050 ° С с вы - держкой 2 и 4 ч при каждой температуре . На рис . 3, а показана диаграмма распределе - ния микротвердости по глубине при температу - ре обработки 950 ° С и времени выдержки 2 ч . Толщина диффузионного слоя на обеих сталях сопоставима и составила 60 мкм . Максимальная микротвердость для стали Ст 3 наблюдается на поверхности слоя и достигает 325 HV. На стали 3 Х 2 В 8 Ф максимальное значение (370 HV) на - блюдается на глубине 120 мкм от поверхности , вероятно , в зоне с высокой концентрацией кар - бидов . В целом профили микротвердости в диф - фузионном слое на обеих сталях претерпевают значительные колебания , причем максимумы и минимумы значений обратно пропорциональны друг другу ( рис . 3, а ). После четырехчасовой вы - держки толщина диффузионного слоя возросла до 90 мкм на стали Ст 3 и до 65 мкм на стали 3 Х 2 В 8 Ф . Максимальная микротвердость и про - филь ее распределения на стали Ст 3 сопостави - мы с двухчасовой выдержкой . Микротвердость легированной стали возросла до 420 HV в слое и до 530 HV на глубине 120 мкм от поверхно - сти ( рис . 3, б ). После всех временных режимов (2 и 4 ч ) на глубине 180 мкм и ниже в основном металле не наблюдается значительных колеба - ний микротвердости , значения составляют для Рис . 1. Влияние длительности механоактивации на размер частиц Fig. 1. Effect of mechanical activation duration on particle size