Obrabotka Metallov 2012 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (54) 2012 88 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Большинство исследователей отмечают, что фаза Fe 2 B является более предпочтительной по сравнению с FeB. Несмотря на высокую твер- дость моноборида железа, его появление при- водит к резкому охрупчиванию упрочненных слоев. В связи с этим особый интерес представ- ляют кристаллы Fe 2 B, во многих случаях ха- рактеризующиеся правильной геометрической формой. По мере удаления от поверхности наплав- ки концентрация бора уменьшается. Струк- тура представляет собой смесь эвтектики (α-Fe + Fe 2 B) и первичных кристаллов бори- да железа правильной геометрической формы, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (рис. 1, в ). В этих зонах концентрация бора достаточна для роста отдельных боридных кристаллов, ориентированных в одном направ- лении, которые в поперечном сечении могут иметь форму прямоугольника. Малое содержание бора в нижележащих слоях может являться причиной формирования дефектных кристаллов, контуры которых при- нимают разнообразную форму в зависимости от их расположения относительно поверхности шлифа (рис. 1, г – ж ). Такие дефектные кристал- лы представляют собой пустотелые каркасы раз- личной формы. При дальнейшем снижении кон- центрации бора и приближении к основному металлу образования боридных кристаллов не наблю- дается, структура представляет собой эвтектику сложного типа (рис. 1, з ). Морфология боридных кри- сталлов, наблюдаемых в нап- лавленном слое, весьма разноо- бразна и в общем случае пред- ставляется хаотичной и не подда- ющейся классификации. Однако многообразие форм кристаллов на металлографическом снимке представляет собой лишь дву- мерное отображение реальных частиц упрочняющей фазы. Для более глубокого понимания мор- фологии боридных кристаллов авторами работы предложена мо- дель нескольких типов кристал- лов Fe 2 B: от кристалла идеальной формы до кристаллов с повы- шенной степенью дефектности (рис. 2). Для упрощения каждый кристалл считался прямолиней- ным стержнем квадратного се- чения. В дефектных кристаллах контур дефекта сохранялся неиз- менным на всем его протяжении. В качестве поверхности шлифа служила секущая плоскость λ, положение которой по отноше- нию к кристаллам описывается углами α и β. Т а б л и ц а 2 Форма кристаллов борида железа Fe 2 B различной степени дефектности, наблюдаемых на поверхности металлографического шлифа в зависимости от их ориентации в объеме наплавленного слоя (углов α и β) а б Рис. 2. Сечение кристаллов борида железа Fe 2 B, обладающих различной степенью дефектности, плоскостью металлографического шлифа