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

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 2 2021 158 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ выявили формирование однофазного Fe 2 B- слоя после борирования при 950 °C. Несмотря на то что РФА выявил только фазу FeB для высоко - температурной ХТО , боридный слой в данном случае имеет двухфазное строение , а наличие Fe 2 B под моноборидом железа подтверждает - ся многочисленными литературными данны - ми и частично экспериментальными , например микротвердостью [1–4, 19–22]. Таким образом , варьирование температуры борирования в двух режимах при одной выдержке привело к полу - чению слоев с требуемым фазовым составом с целью дальнейшего исследования ТОН . Характер распределения микротвердости хорошо коррелирует с распределением ТОН , например , высокие значения градиентов наблю - даются в диффузионном слое и в прилегающей ( переходной ) зоне при низкотемпературной об - работке . И , напротив , после борирования при 1050 ° С характер распределения ТОН и микро - твердости по толщине слоя более плавный , за исключением участка переходной зоны на глу - бине 105…160 мкм , где наблюдается локальный скачок ТОН ( рис . 12). Наблюдаемый перепад со - ответствует наименьшему содержанию вольфра - ма 1,8 % в спектре 4 ( табл . 4). Представленные исследования хорошо со - гласуются с литературными данными по бо - рированию стали 3 Х 2 В 8 Ф , по толщине слоя , элементному и фазовому составу , а также микро - твердости [19]. При этом данная работа обога - щает полученные знания исследованием ТОН , включая их корреляцию со структурно - фазо - вым состоянием слоев . Кроме того , исследован верхний температурный предел диффузионного борирования для данной стали , который на 50 ° С выше предела , описанного в работе [19]. Заключение Таким образом , борирование при 950 ° С яв - ляется более предпочтительным с точки зре - ния получения сжимающих ТОН . Тем не менее значительные колебания ТОН в диффузионном слое и в прилегающей ( переходной ) зоне могут негативно сказаться на эксплуатационных свой - ствах . Несмотря на наличие растягивающих на - пряжений на поверхности диффузионного слоя после высокотемпературной ХТО , распределе - ние ТОН является более плавным , по сравнению с низкотемпературным борированием . Кроме того , с учетом того , что после высокотемператур - ной ХТО диффузионный слой имеет большую глубину ( до 100 мкм ), возможно использование последующей чистовой обработки ( тонкое шли - фование , чистовое шлифование ) с целью обеспе - чения эксплуатационных свойств поверхности в более широком диапазоне ( размерная точность , шероховатость , уровень и знак ТОН ). Список литературы 1. Ворошнин Л . Г ., Менделеева О . Л ., Сметкин В . А . Теория и технология химико - термической обработ - ки . – М .: Новое знание , 2010. – 304 с . – ISBN 978-5- 94735-149-1. 2. Krukovich M.G., Prusakov B.A., Sizov I.G. Plas- ticity of boronized layers // Springer Series in Ma- terials Science. – 2016. – Vol. 237. – P. 111–227. – DOI: 10.1007/978-3-319-40012-9. 3. Kulka M. Trends in thermochemical techniques of boriding // Kulka M. Current trends in boriding: Tech- niques. – Cham, Switzerland: Springer, 2019. – P. 17– 98. – DOI: 10.1007/978-3-030-06782-3_4. – (Engineer- ing materials). 4. Химико - термическая обработка инструмен - тальных материалов / Е . И . Бельский , М . В . Ситкевич , Е . И . Понкратин , В . А . Стефанович ; под ред . Р . И . То - милина . – Минск : Наука и техника , 1986. – 247 с . 5. Буркин С . И ., Шимов Г . В ., Андрюкова Е . А . Ме - таллургия . Остаточные напряжения в металлопро - дукции . – М .; Екатеринбург : Юрайт , 2018. – 247 с . – ISBN 978-5-534-06500-8. 6. Пищов М . Н ., Бельский С . Е . Анализ остаточных напряжений в упрочненном слое зубчатых колес тре - левочного трактора после проведения химико - терми - ческой обработки // Труды БГТУ . Серия 2, Лесная и деревообрабатывающая промышленность . – 2010. – Вып . 18. – С . 294–298. 7. Оценка влияния химико - термической обра - ботки на сопротивление усталости образцов при нормальной и повышенной температурах / В . Ф . Пав - лов , В . С . Вакулюк , О . С . Афанасьева , А . С . Букатый // Вестник Самарского государственного аэрокосмиче - ского университета . – 2012. – № 5 (36). – С . 113–119. 8. Sawicki J., Kruszy ń ski B., Wójcik R. The in fl u- ence of grinding conditions on the distribution of re- sidual stress in the surface layer of 17CrNi6-6 steel af- ter carburizing // Advances in Science and Technology Research Journal. – 2017. – Vol. 11 (2). – P. 17–22. – DOI: 10.12913/22998624/67671. 9. Surface processing technology in improv- ing operational properties of hot-work tool steel / N.S. Ulakhanov, U.L. Mishigdorzhiyn, A.D. Greshilov,