Actual Problems in Machine Building 2020 Vol. 7 No. 1-2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 7. N 1-2. 2020 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 128 УДК 669-15:621.793.6 ИССЛЕДОВАНИЕ БОРОХРОМИРОВАННЫХ СЛОЕВ НА СТАЛИ 20, ПОЛУЧЕННЫХ В УСЛОВИЯХ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО И ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОГО НАГРЕВА Е.С. АЛХИМОВА, аспирант А.С. ВОЛКОВ, студент Б.А. МАКСИМОВ, студент И.Г. СИЗОВ, доктор тех. наук, профессор И.П. ПОЛЯНСКИЙ, канд. техн. наук (ВСГУТУ, г. Улан-Удэ) Сизов И.Г. – 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40В, Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, e-mail: office@esstu.ru В статье представлены результаты поверхностного насыщения стали 20 бором совместно с хромом из обмазок с использованием изотермического и термоциклического нагрева. Дан сравнительный анализ микроструктур в зависимости от способа обработки. Исследована микротвердость борохромированных слоев, а также влияние количества циклов нагрева на толщину диффузионного и содержание в нем химических элементов. Ключевые слова: химико-термическая обработка, борохромирование в обмазках, термоциклирование, двухкомпонентное насыщение, диффузия, микротвердость, микрорентгеноспектральный анализ. Введение Химико-термическая обработка широко используется для поверхностного упрочнения металлов и сплавов с целью повышения механических свойств (твердость, износостойкость, теплостойкость и т.д.) и повышения их стойкости в условиях воздействия на них агрессивных сред при различных температурах (стойкость против коррозии, кавитационная эрозия, кислотостойкость, жаростойкость и т.д.) [1, 2]. Такая обработка позволяет изменять химический состав поверхности, в результате чего формируются диффузионные слои отличающиеся структурой от насыщаемого металла и обладающими высокими механическими свойствами. Одним из эффективных способов диффузионного насыщения сталей является борирование. Боридные слои обладают высокой твердостью (до 22000 МПа в случае образования в слое фазы FeB и до 16000 МПа – Fe 2 B) и износостойкостью. Однако, при этом обладают высокой хрупкостью. Высокая хрупкость объясняется анизотропией теплового расширения боридных фаз (FeB и Fe 2 B) [3]. Снижение хрупкости слоя может быть устранено за счет легирования боридного слоя различными элементами (C, Cu, Si, Ti, Cr, Al, N и др.), получением однофазного слоя (содержащего только фазу Fe 2 B), либо формированием композиционной структуры. При многокомпонентном насыщении диффузионные слои формируются с качественно новой структурой и обладают более широким спектром свойств. Такие слои получают одновременным или последовательным насыщением двумя или более химическими элементами.