Obrabotka Metallov 2009 No. 1

са ХТО железоуглеродистых сплавов. Установлено, что термоциклирование при борировании приводит к увеличению толщины слоя до 80 % на углеродистых сталях, с увеличением степени легированности эф- фект снижается с 70 % (литая сталь 5ХНМ) до 20 % (сталь Х12М). С увеличением содержания углерода в стали снижается глубина борированного слоя как по- сле изотермического высокотемпературного бориро- вания, так и после термоциклического борирования (см. таблицу). Установлено, что формирующиеся в ходе борирова- ния новые границы зерен и субзерен выполняют тройную роль. Во-первых, они служат основным каналом насыще- ния атомами бора и углерода основных глубинных слоев. Во-вторых, на них локализована большая часть карбо- боридов. В-третьих, на них расположена значительная часть атомов бора и углерода, еще не образовавшихся карбоборидов. Процесс борирования реализуется независимо от режима однократного нагрева или термоцикли- рования семью механизмами: реакционной диффу- зией по межфазным границам; диффузией по новым границам зерен; диффузией по старым границам зерен; диффузией вместе с мигрирующими граница- ми; диффузией по субграницам; диффузией по дис- Влияние вида теплового воздействия при насыщении сталей бором на толщину диффузионного слоя Марка стали Глубина борированного слоя, мкм (по микротвердости) Изотермическое борирование (ХТО) Термоциклическое борирование (ХТЦО) 10 75 130 45 68 120 У8 65 100 У10А 60 100 5ХНМ литая 95 160 Х12М 50 60 Рис. 1. Распределение микротвердости борированного слоя литой стали 5ХНМ локациям: диффузией в бездефектном объеме мате- риала. В режиме термоциклирования эти механизмы действуют наиболее эффективно, но типы механиз- мов при смене режима обработки материала практи- чески не меняются. Установлено, что диффузия по границам зерен явля- ется главным механизмом борирования за исключением наружного слоя, где решающимфактором является реак- ционная диффузия. Новый способ ХТЦО совмещен с закалкой в по- следнем цикле, последующий отпуск дает необходи- мую твердость как «сердцевины», так и поверхности детали, т.е. формирует окончательные свойства из- делия. Список литературы 1. Федюкин В.К., Смагоринский М.Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. – Л.: Машиностроение. Ленинград. отд., 1989. – 255 с. 2. Ворошнин Л.Г., Ляхович Л.С. Борирование стали. – М.: Металлургия, 1978. – 239 с. 3. Гурьев А.М., Лыгденов Б.Д. // Изв. вузов. Физика. – № 11. – 2000. – Т. 43. – С. 269 – 270. Рис. 2 . Типичная структура (сталь 45) борированного слоя, полученная методом РЭМ, – столбчатые кристаллы борида FeB ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ № 1 (42) 2009 15