OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 1 2023 135 MATERIAL SCIENCE 140 мкм, что на 30 мкм больше по сравнению с выдержкой данной стали в течение 3 часов (рис. 3, б). Увеличилась незначительно и микротвердость до 2050 HV на поверхности слоя с последующим снижением до 1600 HV на границе с основным металлом. Микроструктура свидетельствует о срастании игл и получении сплошного слоя в верхней и средней части слоя с сохранением игольчатой структуры на границе с основой. Наличие переходной зоны не наблюдается, а микроструктура основы представлена пластинчатым перлитом с цементитной сеткой. Металлографические исследования структуры и диффузионного слоя стали 5ХНМ показали наличие диффузионного слоя толщиной 130 и 220 мкм при 3- и 4-часовом боромеднении соответственно (рис. 2, б и 3, б). Микротвердость составила 1800…1500 HV при 3-часовой выдержке и 2000…1650 HV при выдержке в течение 4 часов. При проведении диффузионного насыщения бором и медью образцов из сталей 45, У10 и 5ХНМ в течение 5 часов наблюдается увеличение толщины диффузионного слоя на 10…15 мкм (рис. 5). На рис. 4, а изображена структура стали 45, где в отличие от предыдущих режимов боромеднения слой имеет ярко выраженное игольчатое строение в виде укрупненных игл с прямолинейным направлением к сердцевине образца. Отмечается увеличение микротвердости в приповерхностной части слоя, где ее максимальное значение равно 2100 HV (рис. 6, а). На поверхности образцов из стали У10 после 5-часового боромеднения диффузионный слой теряет игольчатое строение и приобретает вид сплошного слоя, о чем свидетельствует рис. 4, б. Прирост толщины составил 15 мкм, а максимальное значение микротвердости было равно 2000 HV (рис. 6, б). Незначительные изменения структуры диффузионного слоя после 5-часового боромеднения претерпевают образцы из стали 5ХНМ (рис. 4, в). Толщина слоя была увеличена на 10 мкм (рис. 5). Игольчатое строение слоя остается неизменным, но наблюдается укрупнение игл. Стоит также отметить, что непосредственно к боридным иглам примыкают некоторые выделения, предположительно карбоборидного строения, которые имеют направление под некоторым углом относительно самих игл. Микротвердость и характер ее распределения остаются без изменений (рис. 6, в). Увеличение содержания углерода в сталях 45 и У10 снижает среднюю толщину слоя при обоих выдержках. На стали 5ХНМ толщина слоя наибольшая, несмотря на промежуточное содержание углерода (рис. 4). Вероятно, легирующие элементы в стали играют роль в интенсификации диффузии при боромеднении. На рис. 6 видно, что распределение микротвердости после боромеднения в течение 3, 4 и а б в Рис. 4. Микроструктура диффузионного слоя после комплексного поверхностного насыщения бором и медью в течение 5 часов выдержки: а – сталь 45, толщина слоя 170 мкм; б – сталь У10, толщина слоя 155 мкм; в – сталь 5ХНМ, толщина слоя 230 мкм Fig. 4. Microstructure of the diffusion layer after complex surface saturation with boron and copper for 5 hours of exposure: a – Steel 45 (0.45 % C), layer thickness is 170 μm; б – Steel U10 (1.0 % C), layer thickness is 155 μm; в – 0.5C-Cr-Ni-Mn steel, layer thickness is 230 μm
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1