OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 4 2022 19 TECHNOLOGY Введение Химико-термическая обработка (ХТО) металлов широко используется для повышения механических свойств деталей машин и инструментов [1]. Науглероживание, хромирование и азотирование являются термохимическими процессами, которые улучшают износостойкость и коррозионную стойкость компонентов [2–12]. Одной из эффективных технологий модификации поверхностных слоев штамповых сталей может служить многокомпонентная ХТО, такая, как бороалитирование, позволяющая в значительной мере увеличить сопротивление износу, а также повысить жаростойкость, коррозионную стойкость и ряд других свойств поверхностных слоев деталей машин и инструмента [13–16]. Срок службы изделий после упрочнения в значительной степени зависит от распределения технологических остаточных напряжений (ТОН) в диффузионном слое и прилегающих слоях материала подложки и от общего характера микроструктуры всего участка, измененного в процессе ХТО [8, 17–20]. Контроль и управление ТОН является одной из важнейших задач технологии машиностроения [21, 22]. Следовательно, в разработке Fe-Me-B-покрытий методами диффузионного насыщения на поверхности стальных изделий усилия должны быть направлены на поиск распределений ТОН, улучшающих эксплуатационные свойства изделий. Известно, что исследование напряженно-деформационного состояния (НДС) борированных слоев может осуществляться методами разрушающего и неразрушающего контроля [23–26]. В нашей работе [27] были представлены первые данные по оценке напряженного состояния боридных слоев. В данной работе выполнен обзор методов определения ТОН, которые могут применяться после упрочняющей ХТО, в частности, в Fe-Me-B-покрытиях в поверхностном слое углеродистых и легированных сталей, а также рассмотрены проблемы измерения остаточных напряжений механическим методом и их решение. Представлены результаты экспериментальных исследований по выявлению распределения ТОН в диффузионных слоях инструментальных сталей 3Х2В8Ф и 5ХНМ после высокотемпературного бороалитирования (ВБА). Методика исследований ХТО осуществляли в насыщающих пастах, содержащих порошки карбида бора, алюминия и фторида натрия в качестве активатора следующего состава: 80 % B4C + 16 % Al + 4 % NaF [15]. Образцы с размерами в плане 80×60 мм и толщиной 1,8 мм (рис. 1, а) – из инструментальной стали 5ХНМ и 3Х2В8Ф (см. табл. 1 и 2). После утрамбовки формы удаляли, а полученные брикеты просушивали при температуре 50…100 °С в течение двух часов в сушильной камере. После этого брикеты загружали в предварительно нагретую до температуры обработки печь. Длительность обработки составляла 2 ч, температура – 950 и 1050 °C. Охлаждение образцов проводили вне печи на спокойном воздухе при комнатной температуре. Образец после ХТО представлен на рис. 1, б. Рис. 1. Образцы-пластины Fig. 1. Flat samples а б
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1