ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 1 2023 100 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ расплаве, на поверхность изделия с последующим их диффузионным взаимодействием с основным материалом изделия. Легирование хромом по технологии ДЛЛЖР проводилось при температуре 1025 °С, длительность выдержки составляла 5 часов. В качестве технологической среды (транспортный расплав) использовался эвтектический расплав свинец–висмут, в который в заданном количестве вводился хром. Процесс нанесения покрытия проводился в разработанной, запатентованной и изготовленной нами установке для ДЛЛЖР. Данная установка позволяет наносить покрытия в открытой ванне с легкоплавким жидкометаллическим раствором в циклическом режиме и совмещать процесс диффузионной металлизации с термической обработкой материала покрываемого изделия. Для формирования покрытий по технологии КХТО, технологические этапы которого включают перед нанесением диффузионно-легированных покрытий по технологии ДЛЛЖР, – проведение цементации. В соответствии с этим образцы подвергали предварительной вакуумной цементации при температуре 950 °C в течение 8 часов. Для анализа полученных сведений о влиянии элементного состава обрабатываемых сталей на процесс формирования диффузионно-легированных покрытий проводились: 1) металлографические исследования на микрошлифах, подготовленных по стандартной методике. Исследования по определению толщины покрытий, их структуры проводились на микротвердомере Dura Scan Falcon 500; 2) определение элементного состава покрытий проводилось методом микрорентгеноспектрального анализа с распылением поверхности (МРСА) на сканирующем электронном микроскопе Tescan Lyra 3 с системой PCMAOxford Ultim MAX. Результаты и их обсуждение В ходе проведенных исследований было выявлено, что покрытия, формирующиеся в процессе ДЛЛЖР, значительно отличаются от покрытий, получаемых путем проведения КХТО, включающей предварительную цементацию, т. е. цементацию перед ДЛЛЖР. Так, проведение КХТО приводит к формированию диффузионнолегированных покрытий значительно большей толщины, а также покрытия имеют иной элементный состав и эксплуатационные свойства, в частности, механические и физико-химические. Кроме того, было выявлено, что при одинаковых режимах хромирования в процессах ДЛЛЖР и КХТО формируются многослойные покрытия, минимум – основной слой и переходные слои, однако структура этих покрытий различна. На рис. 1 представлены микрофотографии поверхностных слоев сталей Ст3, 40Х после проведения ДЛЛЖР и КХТО. Анализируя данные микрофотографий, можно сделать вывод, что КХТО позволяет получать покрытия большей толщины, чем ДЛЛЖР. Более точные сведения о толщине и элементном составе слоев, формирующихся в процессе ДЛЛЖР и КХТО, дает микрорентгеноспектральный анализ. Как показали исследования, после проведения диффузионного легирования по технологиям ДЛЛЖР и КХТО при одних и тех же режимах элементный состав и распределение элементов в формирующихся покрытиях во многом отличаются не только толщиной получаемых диффузионных покрытий, но и элементным составом, а следовательно, и свойствами. Для выявления особенности формирования диффузионно-легированных хромовых покрытий, получаемых после ДЛЛЖР и КХТО, нами на основании результатов микрорентгеноспектральных исследований был проведен сравнительный анализ элементного состава диффузионно-легированных хромовых покрытий, полученных по технологии ДЛЛЖР и по технологии КХТО, дополнительно включающей в себя предварительную цементацию. При этом сравнивались глубина диффузионного проникновения хрома и его концентрация в различных участках сформированного диффузионно-легированного покрытия. Исследования проводились на малоуглеродистых сталях Ст3 и 20Х13, среднеуглеродистых сталях 40Х и 40Х13 и на аустенитной нержавеющей стали12Х18Н10Т. Результаты микрорентгеноспектрального анализа диффузионно-легированных хромовых покрытий, полученных по технологии ДЛЛЖР, представлены на рис. 2. Как следует из микрорентгеноспектрального анализа, распределения хрома в покрытии, не-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1