Obrabotka Metallov 2015 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (66) 2015 55 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Фазы FeB и Fe 2 B содержат хром в количествах, близких его содержанию в стали-основе, т. е. по сути являются легированными боридами (Fe,Сr) B и (Fe,Cr) 2 B. Переходная зона на границе с ос- новой представляет механическую смесь бори- рованного феррита, в котором содержание бора плавно убывает до нуля, и глобулярных частиц боридов хрома и вольфрама (рис. 5 и таблица). Исходя из фазового и химического состава бо- ридного покрытия на сталях марки 6Х6В3МФС для ножа и 4Х5МФС для оси, можно ожидать, Параметры боридных покрытий на исследованных сталях Марка стали Содержание бора, масс % Толщина, мкм Фазовый состав 4Х5МФС 15–17 200 (Fe,Cr)B, (Fe,Cr) 2 B, CrB 2 6Х6В3МФС 15–18 180 (Fe,Cr)B, (Fe,Cr) 2 B , W 2 B а б Рис. 5. Микроструктура диффузионного боридного покрытия: а – на ноже из стали 6Х6В3МФС; б – на оси из стали 4Х5МФС что боридное покрытие будет обеспечивать по- вышенную износостойкость в течение всего вре- мени, пока сохраняется на поверхности. После проведения диффузионного борирования тол- щина покрытия на ноже составляет 180 мкм с микротвердостью 1400 HV 0,02 , структура сердце- вины представляет собой отпущенный мартен- сит с твердостью 48 HRC. Толщина покрытия на оси 200 мкм с микротвердостью 1550 HV 0,02 , структура сердцевины представляет собой тро­ осто-мартенсит с твердостью 38,5 HRC. Когда поверхностный слой столбчатых бори- дов железа будет изношен полностью, в работу вступает зона на границе сталь – покрытие, со- держащая большое количество глобулярных бо- ридов хрома, молибдена, вольфрама, ванадия. Таким образом, эффективная толщина покры- тия увеличивается на толщину этой переходной зоны и составляет 0,25 мм. Если ограничиваться только проведением диффузионного борирования деталей режущей пары с нагружением до 44,5 МН, наблюдали пластическое смятие зубьев ножа (рис. 6, а ). Ось также пластически деформировалась на участ- ке контакта с ножом – наблюдался адгезион- ный износ (рис. 6, б ). Износ боридного покры- тия на оси из стали 4Х5МФС и ноже из стали 6Х6В3МФС после эксплуатации представлен на рис. 7. Толщина покрытия составила 20 мкм с микротвердостью 400 HV 0,02 . Проведение закалки ножей и осей после выполнения операции диффузионного бори- рования позволило получить весьма хорошие