Influence of boriding and aluminizing processes on the structure and properties of low-carbon steels

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 2 2022 93 MATERIAL SCIENCE обработки составляла 2 ч. Сталь Ст3 применятся в несущих элементах сварных и несварных конструкций и деталей (состав, в % (весовых): Fe ≈ 97, С 0,14…0,22, Si 0,15…0,3, Mn 0,4…0,65). Сталь 3Х2В8Ф применяется в тяжелонагруженном прессовом инструменте при горячем деформировании легированных конструкционных сталей и жаропрочных сплавов (состав, в % (весовых): Fe ≈ 87, С 0,3…0,4, Si 0,15…0,4, Mn 0,15…0,4, Cr 2,2…2,7, W 7,5…8,5, V 0,2…0,5, Mo до 0,5). Порошковая смесь засыпалась в тигель вместе с исследуемыми образцами, далее тигель упаковывался и герметизировался сверху плавким затвором. Охлаждение тиглей проводилось на открытом воздухе при комнатной температуре. Далее тигли вскрывались, образцы зачищались от остатков насыщающей смеси. Состав и структуру диффузионного слоя определяли на растровом электронном микроскопе JSM-6510LVJEOL(Япония) с системой микроанализа INCA Energy 350, Oxford Instruments (Великобритания) в ЦКП «Прогресс» ФГБОУ ВО Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления. Фазовый состав на поверхности образцов определялся на рентгеновском дифрактометре D8 ADVANCE фирмы Bruker AXS в медном излучении с интервалом съемки 10…70° в ЦКП БИП СО РАН. Определение микротвердости насыщенных слоев осуществлялось на микротвердомере ПМТ-3М. Нагрузка составляла 50 г. Для расчета микротвердости применялся программный комплекс Nexsys ImageExpert MicroHandness 2 (ГОСТ 9450–76). Снимки микроструктур были сделаны с помощью металлографического микроскопа «МЕТАМ РВ-34» с цифровой камерой «Altami Studio» (Россия). Для определения толщины диффузионного слоя использовали программный комплекс Nexsys ImageExpert Pro 3.0. Результаты и их обсуждение Процессы борирования и алитирования проводились на образцах стали Ст3 и 3Х2В8Ф при температуре 900 оС с выдержкой 2 ч. На рис. 1 и 2 представлены микрофотографии структуры сталей после ХТО. На рисунках отчетливо вид на характерная для борированных слоев игольчатая структура. Толщина полученного диффузионного слоя на Ст3 составляет 35 мкм, а на легированной стали – 15 мкм. Известно, что борирование низкоуглеродистой стали при тех же температурно-временных режимах в металлотермических смесях (на основе оксидов бора и алюминия) обеспечивает толщину слоя 50 мкм [16]. На стали 3Х2В8Ф образовался слой гораздо меньшей толщины по сравнению с низкоуглеродистой сталью. Это связано с высокой концентрацией легирующих элементов, затрудняющих диффузию бора. Полученный слой сопоставим по толщине с борированными слоями, полученными жидкостным методом и в пастах различного состава [16]. а б Рис. 1. Микроструктуры стали Ст3 (а) и 3Х2В8Ф (б) после борирования Fig. 1. Microstructures of St3 (a) and 3Cr2W8V (б) steels after boriding

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1