Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 489 алюминиду FeAl и Fe 3 Al, а после обработки по режимам с 8 и 16 циклами – 800-850 HV0.05, что соответствует алюминидам FeAl 3 и Fe 2 Al 5 . Микротвердость игольчатых кристаллов расположенных в верхней части слоя составляет 2200-2300 HV0.05, что соответствует предельному значению микротвердости борида железа FeB [12]. Известно, что для повышения жаростойкости на поверхности стали должны образовываться фазы с высоким содержанием алюминия [13,14]. В работе [15] исследовали термоциклическое бороалитирование в порошковых смесях. Авторами было установлено, что содержание фазы Fe 2 Al 5 в слое выше после термоциклирования, по сравнению с изотермической выдержкой на низкоуглеродистых сталях. Так, при непрерывной выдержке количество Fe 2 Al 5 постепенно снижается, а количество FeAl увеличивается в результате самодиффузии железа к поверхности и диффузии алюминия в обратном направлении. При термоциклировании же скорость диффузии насыщающих элементов не постоянна, что приводит к аккумулированию фазы Fe 2 Al 5 на поверхности слоя. Исследование жаростойкости образцов на стали 20 показало что, наиболее стойкими к окислительной среде по сравнению с изотермическим способом оказались образцы, обработанные по режимам с 8 и 16 циклами (рис.2). Это объясняется повышенным содержанием алюминия в слое после обработки по указанным режимам. Рис. 2. Кинетика окисления стали 20 после различных способов бороалитирования: ♦ – изотермический, ■ – термоциклирование 4 цикла, ▲ – термоциклирование 8 циклов, × – термоциклирование 16 циклов. Изменение массы определяли по следующей формуле: Δm/m0 = ((mi – m0) / m0) *100%, где mi – масса образца через каждые 5 часов испытаний на жаростойкость, m0 – масса образца до испытаний на жаростойкость. Выводы 1. Установлено, что совмещение термоциклирования с химико-термической обработкой при бороалитировании из обмазок оказывает положительное влияние на свойства стали 20 за счет воздействия на структуру основного металла и повышения жаростойкости поверхностного слоя.