Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 82 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 2 № п/п V, % x 1и X 1и Cr, % x 2и è ýêñï y , ед  è ðàñ÷ y , ед D и , ед 1 0 0,0 –2 100 1,0 14,2 14,1 –0,1 2 25 0,25 –1 75 0,75 14,6 14,7 0,1 3 50 0,50 0 50 0,50 19,6 19,3 –0,3 4 75 0,75 1 25 0,25 22,2 22,3 0,1 5 100 1,00 2 0 0,0 18,1 18 –0,1 Рис. 1. Зависимость показателя относительной изно- состойкости от состава насыщающей смеси Формирование карбидного слоя происхо- дит вследствие двух одновременно протекаю- щих процессов: транспортировки атомов на- сыщающих элементов к поверхности образца и диффузии атомов углерода из сердцевины к поверхности. Таким образом, под карбидными слоями наблюдаются плохо травящиеся обез­ углероженные зоны. Анализ диаграмм состоя- ния систем Fe-C-Me позволяет сделать вывод, что образующиеся переходные зоны представ- ляют собой эвтектоид, состоящий из твердо- го раствора V, Cr в α-железе. Микротвердость переходной зоны сразу за границей раздела со слоем на основе карбидов хрома и ванадия со- ставляет 4 ГПа. Эксплуатационные свойства карбидных слоев зависят не только от состава, но и от со- держания и распределения углерода и леги- рующих элементов. Данные о распределении элементов по толщине слоев представляют ин- терес, так как позволяют делать выводы о про- цессах диффузии элементов в слое. Для всех полученных слоев характерно, что на границе раздела карбидный слой – матри- ца насыщаемой стали концентрация карбидо­ образующего элемента резко снижается, плав- но уменьшаясь по толщине переходной зоны. При насыщении стали У7 в составе № 1 фор- мируется хромированный слой, содержащий карбидные фазы типа (Cr,Fe) 7 C 3 и (Cr,Fe) 23 C 6 [15] с микротвердостью 16…18 ГПа. Одновременное насыщение двумя карбидообразующими элемен- тами состава № 2 (рис. 2) приводит к формирова- нию слоя с двумя участками: на основе карбида хрома на внешней стороне слоя и карбида вана- дия, расположенного возле границы слой-основа. Такое распределение элементов в диффузион- ном слое обусловлено тем, что ванадий является более сильным карбидообразующим элементом. В карбиде хрома микротвердостью 18 ГПа рас- творено железо матрицы (≈ 28 вес.%) и вана- дий (≈ 6 вес. %). Микрорентгеноспектральный Рис. 2. Распределение элементов по площади шлифа на стали У7 после насыщения в смеси состава № 2 (в характеристическом излучении хрома, ванадия, угле- рода, железа)