Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 2 2018 92 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 5. Микроструктура стали У12 после электронно-лучевого бороалитирования: a – в зоне сферических и ромбических (призматических) кристаллов; б – в зоне заэвтектического состава; в – в зоне с преимущественным эвтектическим составом Fig. 5. The microstructure of steel U12 after electron beam boroaluminizing in: а – spherical and rhombic (prism) crystals; б – area of hypereutectic composition; в – area of eutectic composition а б в с преимущественным эвтектическим составом с микротвердостью 412 HV (рис. 5, в ). Необходимо отметить, что в отличие от «чи- стого» борирования эвтектика после двухком- понентного легирования содержит 2.67 масс.% алюминия в верхней зоне. По мере удаления от поверхности концентрация алюминия снижается (табл. 2). При этом содержание бора в эвтектике значительно не изменяется в зависимости от глу- бины слоя за исключением верхней зоны, где на- блюдается пониженное содержание бора, равное 1.86 масс.%. Таким образом, эвтектика представ- ляет собой механическую смесь твердого раство- ра бора и алюминия в α–Fe и борида железа Fe 2 B. Последовательность формирования упрочняющих фаз при электронно-лучевом борировании и бороалитировании Известно, что при традиционном борирова- нии формирование диффузионного слоя начи- нается с образования твердых растворов, после насыщения которых образуются первые участки борида Fe 2 B. Затем под воздействием постоян- ной температуры и активности насыщающей среды концентрация атомов бора в местах флук- туаций оказывается достаточной для образова- ния борида FeB [13]. Последовательность структурообразования слоя при электронно-лучевом борировании це- лесообразно рассматривать с помощью диаграм- мы состояния «железо–бор» (рис. 6). Концен- трация бора плавно снижается от облучаемой поверхности к сердцевине образцов. Согласно этому каждую зону слоя можно рассматривать как сплав с определенным составом в бинарной диаграмме Fe–B. В верхней зоне (зона A ) обра- батываемого материала кристаллизация проис- ходит по кривой охлаждения сплава I. В точке 1 из жидкости выпадают первичные кристаллы борида FeB. В точках 2–2  в результате взаимо- действия жидкости и FeB происходит перитек- тическое превращение L + FeB → Fe 2 B, вслед- ствие которого происходит образование борида Fe 2 B [14]. В зоне B , где концентрация бора ниже, кристаллизация происходит по кривой охлаж- дения сплава II. При охлаждении жидкости в точке 1 выделяются кристаллы боридов Fe 2 B. В точках 2–2  проходит эвтектическая реакция. В результате кристаллизация сплава II приводит к формированию заэвтектической структуры, состоящей из боридов Fe 2 B и эвтектики. Струк- тура эвтектического типа формируется в зоне C , где кристаллизация происходит по кривой ох- лаждения сплава III. Эвтектика в данном случае