26. Состояние поверхности образцов стали 2в после борирования и термической обработки (закалка+низкий отпуск)

Состояние поверхности после термической обработки

о о 1

Изменение размеров образцов (10X10X55 мм) ли 20 в результате борирования и термообработки калка+низкий отпуск)

ш. Термическая обработка низкоуглеродистых лей не приводит к существенному изменению Щзмеров.

Влияние борирования на физико-механические 1Йства стали 20 показано на рис. 46. Из приве-шых данных следует, что борирование повыша-Примечание. О - сколов нет; 1 - незначительивжесткость стали и снижает предел прочности сколы по одной острой кромке; 2 - заметные сколы по одв , растяжении. Модуль упругости боридов FeB и и более острым кромкам. ,В ориентировочно оценивается величинами

т. кгс/мм2 соответственно. Прочность

нее следует, что боридный слои низкоуглеродист! . составляет 26-28 кгс/мм2 при рас-сталей мало склонен к скалыванию. 1рещины 40-48 кгс/мм при изгибе боридном слое во всех исследованных случаях о Борирование несколько повышает твердость сутствовали. дцевины в закаленном и ]гпзкоотпущенном со-Различие в удельных объемах боридных фаз 1н о уменьшает ударную вязкость (табл стали является причиной изменения размеров д - \ талей при борировании (табл. 27). Увеличение ра Характер влияния борирования на уста юстную меров, обусловленное борированием, пропорця юность сталей, в том числе и низкоуглероди-нально толщине боридного слоя ..>1; х, определяется методом и способом борирова-нем высокобористой фазы (рис. 45). Наиоольп . толщиной, фазовым составом и структурой изменение размеров наблюдается при электрол! jf .. режимом последующей тер.мнчсской ном борировании, наименьшее - при жидкости 1ботки.

однофазном. Изменение размеров, обусловлен! Электролизное борирование на глубину до

структурными превращениями в сердцевине ста! км повышает усталостную прочность

не зависит ни от толщины, ни от фазового соста 20 в нормализованном состоянии примерно

250 Л.мкм

Рис. 45. Изменение размеров образцов стали 20 в зависимости от толщины боридного слоя:

1 - борирование в расплаве буры с карбидом бора; 2 - борирование в расплаве буры с карбидом кремния

28 -24 ZOV

Рис. 47. Влияние бориров ния на усталостную про ность стали 20: / - ложное борирование; жидкостное борирование (30 В4С + 70% NazBjOr, t = 950°C, б = 140 мкм, охлаждение на духе)

Рис. 46. Влияние борирования на физико-механические свойства стали 20 (борирование в расплаве буры с карбидом бора, < = 950°С, /, отношение общей толщины боридного слоя к толщине образца)

Рис. 48. Влияние тол боридного слоя стали 20 ее усталостную прочносШали (охлаждение на воздухе)

г, 3, 4 и 5 - с боридным а

ем 100, 140, 220 и 250 мкм

ответственно; / - ложное рированпе

Твердость сердцевины и ударная вязкость борированной али 20 после закалки и низкого отпуска

15% [15], а жидкостное - на 45% (рис. 47). дальнейшее увеличение толщины боридного слоя иводит к снижению усталостной прочности (рис. ). Испытания на усталостную прочность (здесь далее) выполнены на электромагнитном вибра-ре с резонансным возбуждением (Кассим. = 1,02- 1,04, f=50 Гц) на плоских образцах 1,5Х15Х 150 мм (ГОСТ 2860-65, тип X). Подобный ха-[Ктер изменения усталостной прочности с увели-Яием толщины слоя обусловлен главным образом его фазового состава (табл. 29). При слоя больше 120-140 мкм в нем форми-бтся сплошной слой борида FeB. Охрупчивание за счет высокобористой фазы и является яовной причиной снижения ее усталостной проч-всти.

Бориды железа являются носителями исключи-

N вменением

щи клщйне

\

29. Влияние времени борирования на толщину и фазовыЩ состав боридного слоя стали 20 н

(70% буры+30% В4С, f = 950 С)

Время борирования,

Толщина слоя, мкм

общая

глубина проникновения игл FeB

сплошного слоя FezB

сплошнс слоя F(

80 120

10 20 25

20 50 80 НО

тепьно высокой твердости. Микротвердость б дов FeB и РегВ при электролизном бориров! /q50°c т=3ч, /==0,25 А/см2) составляет 19 2050 и 1400-1450 кгс/мм и практически не з сит от способа борирования, но несколько изм ется с изменением температуры процесса:

99

Температура борирования. Микротвердость, кгс/мм:

FcsB

850 900 950 1000

- 2000 1420 1430

1980 1960 1440 1440

Высокой твердостью боридных покрытии словлена высокая износостойкость борирова сталей (рис. 49). При принятых условиях исп ния (см. с. 34) двухфазные боридные слои и / о л rnc,o fioTiKTiivm износе

значительно вТ-Граза) большую износос кость чем однофазные. Максимум износостоик*

кость, чем однофазные. i4ai\,o j --------

/гостигается при жидкостном борировании в ел; иасыщения в расплаве буры с карбидом бора 1()0010,50°С в течение 4-6 ч.

Борнрованные низкоуглеродистые ста ператхры 850°С обладают повышенной ока стойкЬстью (табл. 30). Однофазные боридные

окалВ

стойкое 1ЬЮ \lciKJJl. ow;. --

в этом отношении несколько уступают двухфаз

Борирование для

применять нецелесообразно, однако это пол для работы борированных изделий при повы! ных и высоких температурах.

Низкоуглеродистые стали в сочетании с рованием применялись для изготовления ко

повышения окалиностойкМе,

Г, мин

Скорость окисления стали 20

Рис. 49. Влияние борирования на износостойкость стали 20:

/ - закалка и низкий отпуск; 2, 3, 4 - борирование в расплаве 70% Na2B,O,-f30% SiC, 5, 6, 7,8 - борирование в расплаве 70% Na2B<O7-b30% В4С, закалка и низкий отпуск (г -i=1050°C, х-=4 1, 3 - i = 1000°C, т=4 ч, 4-/ = 950°С, Т = 4ч, 5-(---gSOC, 1 = 4 4, 6 -i-lOOCC, X = G4, 7 -<=1000°С, т = 4 ч, S-i-1050°C, т=4 ч)

!мпература ания, °С

Скорость окисления, мг/см ч

Иеходное состояние

После борир ования (6=.200 мкм)

без учета испарения BjOj

с учетом испарения В2О3

700 800

850 900

0,34 !,94 2.82 6,50

0,12 0,25 0,33 9,13

0,17 0,35 0,52

1НЫХ крышек, для сверления сепараторных гнезд jg imHnHHKOB, копиров и шаблонов. Это не только Лволило повысить их стойкость в 2-3 раза ной Ценить сталь Х12Ф1, идущую на изготовление азанных изделий, на сталь 20.

ирование среднеуглеродистых сталей 40, 45, 50)

Среднеуглеродистые стали, упрочняемые бори-

нием, применяют для изготовления деталей ин и технологической оснастки, а также срав-льно мелких деталей холодноштампового инст-[ента. После борирования в порошковых смесях ;ОСНове карбида бора, электролизного и жидко-Вого борирования в расплаве буры с В4С и про-Двки в кипящей воде сталь 45 имеет темно-серую Жчти черную), а после борирования в расплаве ы с карбидом кремния - светло-серую, сереб-