The structure, phase composition, and residual stresses of diffusion boride layers formed by thermal-chemical treatment on the die steel surface

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 2 2021 149 MATERIAL SCIENCE Рис .1 . Схема упаковки деталей для насыщения из порошковых смесей Fig. 1. Parts packing scheme for saturation from powder mixtures гретую печь . По истечении времени выдержки контейнер охлаждали вне печи на спокойном воздухе . Борирование проводили в порошковой смеси карбида бора и активатора фторида натрия (96 % B 4 C + 4 % NaF) при температуре 950 и 1050 ° С , время насыщения 2 часа . Исследование микроструктуры проводили с помощью оптической и растровой электрон - ной микроскопии . Микротвердость определя - ли на микротвердомере ПМТ -3 М при нагрузке 0,1 кгс . Рентгеноспектральный микроанализ ( РСМА ) проводили на растровом электронном микроскопе «JSM-6510LV JEOL» с системой микроанализа «INCA Energy 350» при ускоря - ющем напряжении 10 кэВ во вторичных элек - тронах в ЦКП « Прогресс » ВСГУТУ . Результа - ты РСМА приведены с точностью до десятых долей процента . При этом вероятность ошибки составляла 1…5 % весовых . Фазовый анализ проводили на рентгеновском дифрактометре D8 ADVANCE фирмы Bruker AXS в медном из - лучении с интервалом съемки 10…70° в ЦКП БИП СО РАН . Остаточные напряжения в боридных покры - тиях после ХТО измеряли с помощью установки для определения остаточных напряжений меха - ническим методом УДИОН -2, разработанной в ИРНИТУ ( рис . 2) [13, 14]. Так как разрушение деталей машин в боль - шинстве случаев начинается с поверхности , то объектом измерения являются приповерхност - ные остаточные напряжения . Измерение ТОН проводилось на плоских об - разцах типа пластин , применительно к таким об - разцам , механический метод определения ТОН известен также как метод полосок . Данный ме - тод заключается в регистрации деформаций об - разцов в процессе непрерывного удаления на - пряженных слоев с исследуемой поверхности образцов в функции толщины удаленного слоя . Для регистрации деформации образцов исполь - зуются тензометрические датчики с системой сбора данных , для послойного удаления мате - риала с образцов было применено электрохими - ческое травление – анодное растворение . Для определения ТОН после ХТО были изготовлены элементарные образцы - полоски ( рис . 3). Измерялись геометрические параметры об - разцов - полосок ( толщина h и ширина b ), а также их начальные деформации ( стрела прогиба f 0 ), необходимые для последующего расчета ТОН . Далее образцы окунались в защитную каучуко - вую эмаль и сушились . После сушки с исследу - емой поверхности образцов лезвием удалялась защитная эмаль в виде прямоугольника во всю ширину полоски и длиной 30 мм , расположенно - му по центру образца - полоски . К одному концу образца - полоски монтиро - вался двуплечий рычаг для передачи дефор - мации на тензометрические датчики , другой