The features of residual stresses investigation in the hardened surface layer of die steels after diffusion boroaluminizing

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 4 2022 25 TECHNOLOGY индивидуально под каждый материал с учетом вида его обработки, данная процедура трудоемка и требует наличия тестовых образцов для отработки процесса. В проведенных исследованиях лучший результат показал состав электролита № 3 для анодного растворения (см. табл. 4). Этот электролит также показал хорошие результаты и при анодном растворении поверхностного слоя образцов из стали 5ХНМ после ХТО. Для управления процессом анодного растворения материала, в частности, установления необходимой его скорости, может быть применена корректировка температуры электролита и электрических параметров процесса (напряжения, анодной плотности тока). Исследование технологических остаточных напряжений после диффузионного бороалитирования В контрольных образцах после отжига (рис. 7) на поверхности наблюдаются ТОН сжатия: у 5ХНМ (рис. 7, a) они составляют –325…–570 МПа с резким подъемом и установлением околонулевых значений с глубины 0,05…0,075 мм; у стали 3Х2В8Ф (рис. 7, б) в пределах –155…–235 МПа. Причем эпюра ТОН после отжига пластины из 5ХНМ является самоуравновешенной (рис. 7, a). После ХТО стали 5ХНМ при температуре 950 °C (рис. 8, a) формируется диффузионный слой 400…450 мкм [15], в котором компоненты ТОН растягивающие. На поверхности образца они принимают значения 210 МПа, на глубине 0,08 мм достигают максимума в 620…687 МПа и плавно снижаются, принимая на глубине 0,9 мм нулевые значения. Глубина залегания ТОН в данном случае оценивается в пределах 0,5 мм. После ХТО стали 5ХНМ при температуре 1050 °C (рис. 8, б) формируются слои глубиной 750…900 мкм [15], в которых компоненты ТОН растягивающие, на поверхности принимают околонулевые значения. Компонент σz имеет максимум в 436 МПа на глубине 0,05 мм с дальнейшим общим трендом на спад, хотя и с незначительными повышениями значений на глубине 0,2 и 0,375 мм. Компонент σx имеет сначала резкий подъем до 250 МПа, а потом плавный до 330 МПа на глубине 0,2 мм и далее общий тренд на спад с незначительным повышением значений на глубине 0,4 мм. Глубина залегания ТОН в данном случае более 0,8 мм. Можно сказать, что у компонента σx как бы нет первого пикового значения, как в случае с σz, хотя незначительные области повышения значений при общем тренде на спад они имеют практически на одинаковых глубинах. После ХТО стали 3Х2В8Ф при температуре 950 °C (рис. 9, a) при глубине диффузионного слоя до 130…150 мкм [15] наблюдаются две зоны на эпюре ТОН: растягивающая и сжимающая, можно сказать, что эпюры ТОН в данном случае являются самоуравновешенными. На поверхности компоненты ТОН имеют значения а б Рис. 7. Эпюра ТОН в пластинах после отжига: а – на стали 5ХНМ после отжига при 790 °C; б – на стали 3Х2В8Ф после отжига при 880 °C Fig. 7. Diagrams of residual stresses in a plate: a – of steel 5CrNiMo after annealing at 790 °C; б – of steel 3Cr2W8V after annealing at 880 °C

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1