Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 93 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ металла, прилегающая к зоне первичной кристалли- зации, имеет феррито-перлитную структуру, харак- терную для условий кратковременного перегрева до- эвтектоидной стали. Результаты металлографического анализа под- тверждаются данными рентгеноструктурных ис- следований, которые проводились на фронтальных шлифах, приготавливаемых послойно. На рис. 2 в качестве примера приведены рентгенограммы мате- риала, сформированного путем наплавки двух слоев аморфного бора. В поверхностных слоях покрытий наряду с соединением Fe 2 B зафиксировано присут- ствие борида FeB, характеризующегося более вы- соким содержанием бора (рис. 2, а ). С увеличением глубины содержа- ние бора в покрытии снижается, что приводит к уменьшению доли боридов. В первую очередь исчезает фаза FeB. На глубине 800 мкм при- сутствия соединений бора с желе- зом методом рентгеноструктурного анализа не обнаружено (рис. 2, б ). Измерение микротвердости поверхностных слоев позволя- ет судить о глубине упрочненно- го слоя. После наплавки одного, двух и трех слоев аморфного бора на сталь 20 толщина покрытий составляет примерно 550, 750 и 900 мкм соответственно, при уров- не микротвердости у поверхности 12000…14000 МПа и около основ- ного металла 2000…2100 МПа. С целью выявления особен- ностей разрушения борированных слоев были проведены фрактографические иссле- дования серии изломов, сформированных при дина- мическом нагружении образцов. Установлено, что насыщение стали бором путем наплавки трех слоев приводит к формированию сплошного слоя бори- дов, приводящего к резкому охрупчиванию мате- риала. Изломы характеризуются наличием гладких поверхностей, свидетельствующих о низкой энер- гии разрушения материала (рис. 3, а ). Внутренние напряжения, возникающие при охлаждении сплава, являются причиной образования сетки микротре- щин даже в отсутствии внешней нагрузки. Анализ проведенных исследований свидетельствует о том, а б Рис. 2 . Дифрактограммы, снятые с поверхности стального образца после электронно-лучевой двухслойной наплавки аморфного бора а б а б Рис. 3 . Фрактограммы боридных покрытий, полученных методом вневакуумной электронно-лучевой обработки