Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 46 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 620.18.186: 621.793.6 ВЛИЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ОСНОВЫ НА СОСТАВ И СВОЙСТВА ДИФФУЗИОННЫХ БОРИДНЫХ ПОКРЫТИЙ* Н.Б. ПУГАЧЕВА, доктор техн. наук, доцент Т.М. БЫКОВА, аспирант ( ИМАШ УрО РАН г. Екатеринбург ) Получена 4 декабря 2013 Рецензирование 10 января 2014 Принята к печати 15 января 2014 Быкова Т.М . – 620049, г. Екатеринбург, ул. Комсомольская 34, Институт машиноведения УрО РАН, е-mail: tatiana_8801@mail.ru Установлено, что характер влияния легирующего элемента основы на химический и фазовый состав диф- фузионных боридных покрытий определяется его растворимостью в боридах железа. Хорошо растворимый в боридах FeB и Fe 2 B хром способствует повышению способности покрытия пластически деформироваться в условиях сухого трения. Нерастворимые в боридах элементы оттесняются на границу с основой, тормозя диффузионные процессы и формируя переходный слой с дисперсными боридами тугоплавких элементов в мягкой прослойке кремнистого феррита. Такое строение покрытия обеспечивает однородное распределение значений контактного нормального модуля упругости, повышает стойкость защитного слоя в условиях тер- моциклирования и линейный износ. Ключевые слова: сталь, покрытие, бориды, диффузия, запас пластичности, износ, термоциклирование, микроиндентирование. _______________ * Работа выполнена при частичной поддержке проекта Президиума УрО РАН № 12-Т-1-1010 «Комплекс- ное исследование и диагностика на разных масштабных уровнях физико-механических свойств и процессов разрушения функциональных материалов и покрытий для тяжелонагруженных узлов трения». Введение Диффузионные боридные покрытия доста- точно хорошо известны и весьма успешно ис- пользуются для защиты поверхностей тяжело нагруженных деталей, эксплуатируемых в усло- виях циклически меняющихся температур и ме- ханических нагрузок [1–3]. Многообразие ис- следовательских и технологических разработок методов нанесения таких покрытий позволяет выбирать оптимальную технологию нанесения для конкретных деталей. Многие исследователи обращали внимание на механизм влияния эле- ментов основы на структуру и свойства диффу- зионных покрытий [2, 4, 5 и др.], однако до сих пор не сформулированы четкие представления о влиянии легирующих элементов на комплекс физико-механических свойств именно борид- ных покрытий, а также на механизмы их раз- рушения при термомеханическом воздействии. В настоящее время широко известны работы школы физической мезомеханики под руковод- ством академика РАН В.Е. Панина, посвящен- ные самоорганизации структуры деформирован- ного материала на разных масштабных уровнях, в том числе и боридных покрытий [6]. Однако в этих работах не уделено внимания влиянию ле- гирующих элементов основы на свойства покры- тия, т.е. не рассмотрены отличительные особен- ности этих покрытий на разных марках сталей и сплавов, а внешнее механическое воздействие ограничивается только статическим растяжени- ем или сжатием. В связи с вышесказанным научный и прак- тический интерес представляют исследования влияния легирующих элементов основы на