Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 69 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 621.793.18 ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА ПОВЕРХНОСТЬ СТАЛИ 45 ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОГО БОРОМЕДНЕНИЯ* Е. С. ВАЩУК, аспирантка, Е. А. БУДОВСКИХ, доктор техн. наук, доцент, В. Е. ГРОМОВ, доктор физ.-мат. наук, профессор ( СибГИУ, г. Новокузнецк ) , Ю. Ф. ИВАНОВ, доктор физ.-мат. наук, вед. науч. сотр. ( ИСЭ СО РАН, г. Томск ) , А.М. ТЕПЛЫХ, аспирант, Е. А. ДРОБЯЗ, кандидат техн. наук ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 30 августа 2011 года Ващук Е.С. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Сибирский государственный индустриальный университет, е-mail: vaschuk@bk.ru , budovskih_ea@physics.sibsiu.ru Методами лазерной интерферометрии, сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального и рент- геноструктурного анализа изучены особенности рельефа поверхности, элементный и фазовый состав зоны электро- взрывного боромеднения и последующей электронно-пучковой обработки стали 45. Показано, что обработка приводит к уменьшению шероховатости поверхности, залечиванию микротрещин, изменению параметров дендритной кристал- лизации и стабилизации фазового состава зоны легирования. Ключевые слова: электровзрывное легирование, боромеднение, электронно-пучковая обработка, рельеф поверх- ности, дендритная кристаллизация, микротрещины, фазовый состав. ____________________ * Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной Рос- сии» на 2009–2013 гг. (Гос. контракты №№ 14.740.11.0693, 14.740.12.0858). Введение В последние годы получили развитие методы упроч- нения поверхности металлов и сплавов с использова- нием концентрированных потоков энергии, в том числе электронно-лучевые и плазменные [1–4]. В отличие от традиционных способов химико-термической обработ- ки [5] они характеризуются кратковременным и локаль- ным высокоэнергетическим воздействием на поверх- ность, которое позволяет повышать ее функциональные свойства, такие как износо-, жаро- и коррозионную стойкость, в несколько раз. Основным их достоинством является возможность осуществления поверхностного легирования, при котором резко сокращается расход ле- гирующих элементов, а эффект повышения свойств по- верхности оказывается значительным. Упрочнение поверхности с использованием кон- центрированных потоков энергии может проводиться при сочетании нескольких методов обработки, напри- мер, электровзрывного легирования (ЭВЛ) и последу- ющей электронно-пучковой обработки (ЭПО) [6, 7]. В работе [8] изучены особенности структурно- фазовых состояний и свойств поверхностных слоев стали 45 после электровзрывного боромеднения. По- казано, что обработка приводит к формированию ре- льефа, обусловленного конденсацией на поверхности облучения частиц продуктов взрыва медной фольги и порошка бора. Микротвердость поверхности увели- чивается по сравнению с основой в 5–7 раз. При этом глубина упрочнения достигает 30 мкм. Повышение микротвердости происходит вследствие формирова- ния градиентной мелкодисперсной структуры, вклю- чающей бориды FeB, Fe 2 B, Fe 23 (C, B) 6 , В 4 С и Cu. В работе [9] показано, что последующая ЭПО приводит к понижению микротвердости на поверхности леги- рования до четырех раз по сравнению с микротвер- достью поверхности после электровзрывного боро- меднения, но увеличивает глубину упрочнения до 200 мкм. Целью данной работы явилось изучение рельефа, элементного и фазового состава поверхностных слоев стали 45 после электровзрывного боромеднения и по- следующей электронно-пучковой обработки.