38. Состояние поверхности образцов стали 45 после борирования и термообработки (закалка+низкий отпуск)

Примечание. О - сколов нет; 1 - сколы по одной острой кромке; 2 - заметные сколы по и более острым кромкам; 3 -трещины в боридном слое.

39. Изменение размеров образцов стали 45 после борирования и термической обработки

И трещин приведены в табл. 38. С увеличением длительности и температуры процесса склонность боридного слоя к скалыванию увеличивается. Сколы, как правило, появляются на острых кромках. Однофазные боридные слои в значительно меньшей мере склонны к скалыванию, чем двухфазные. Закалка в воде часто приводит к образованию в боридном слое продольных трещин.

Формирование боридного слоя сопровождается увеличением размеров образцов (табл. 39). Изe-нение размеров, связанное только с борированием (при неизменной структуре сердцевины), пропЬр-ционально объему образовавшихся боридных фаз.

Начиная с толщины боридного слоя 100 ищ и выше, зависимость изменения размеров от толщины боридной зоны практически линейна. При малых толщинах боридных слоев изменение размеров незначительи[езначительно, что, по всей видимости, связано с отсутствием или небольшой толщиной сплошнбго слоя боридов. При борировании в расплаве буры :с карбидом бора изменение размеров больше, чем при борировании с карбидом кремния, так как удельный объем борида FeB больше, чем FcaB. Объемные изменения, обусловленные структурными изменениями в сердцевине, практически не зависят ни от толщины, ни от фазового состава слоя.

Борирование несколько повышает прачностные характеристики стали 45 в нормализованном со-

(табл. 40).

Благоприятно сказывается борирование на ус-.талостной и коррозионно-усталостной прочности среднеуглеродистых нетермообработанных сталей (рис. 51, табл. 41) [13].

Наличие боридного слоя в закаленном и низко-Ьтпущенном состоянии практически не изменяет твердости сердцевины стали 45, но несколько снижает ударную вязкость (табл. 42).

Данные по микротвердости боридных фаз на стали 45 после различных способов борирования приведены в табл. 43. В пределах каждой :из фаз микротвердость практически не изменяется. Высо-

1С Б

4> t<

tr В

ей S

Се S S

<в

о со ю S

* о о ю

CJ Си

=s Si

к га

о °

CU S .

о, S о к о

ч о о к

ей О-Он с ю о s

<L> о

м е-и 3-

bS С1ч

§ §

м га .

<U СО

о о Си с

iff* /Учиш*

/0(7 да 500 700 tZ

Рис. 51. Влияние борирования на усталостную прочность стали 45: / - ложное борирование; 2 - жидкостное борирование (307о В,С+70% N323,0, г = 950°С, б = = 120-140 мкм, охлаждение на воздухе)

Рис. 52. Горячая поверхностная твердость стали 45:

/ - однофазное борирование;

2 -двухфазное борирование;

3 - хромирование

41. Влияние борирования на предел усталости и коррозионной усталости стали

кая твердость боридного слоя сохраняется и при повышенных и высоких температурах (рис. 52).

Износостойкость боридных слоев в условиях трения скольжения определяется в первую опе-редь их фазовым составом, строением и микротвердостью боридных фаз (табл. 44, 45).

Величина износа образцов, борированных в расплаве буры с карбидом кремния, в 3-4 раза больше, чем образцов, борированных в расплаве буры с карбидом бора. Лучшие результаты по из-

42 Твердость сердцевины и ударная вязкость борированной стали 45 после закалки и низкого отпуска

J44. Влияние условий борирования на износ стали 45

Состав расплава для борирования

70% буры+ 30% SiC

Режим насыщения

т, ч

Толщина боридного слоя, мкм

Твердость сердцевины, HRC

Ударна1 вязкость! кгс-м/сн1

2 4 6

1000

1050

70% буры+ 30% BiC

1000

1050

105 140

133 175

105 168

90 126 168

59-58-57-

-03,5

59-59-55-

58-60-60-

-59 -62 -61

60-63-60.5-

-63,5

60-59-

-63,5

0,7 0,8 0.9

1,4 1,8

140 238 308

58-57-57-

-01 -60

35 5j

2,1 1,6 0,45

1,3 0.5 1,4

0.2 0,6

Неборированные образцы после закалки и низкого отпуска

58-60

43. Микротвердость боридных фаз стали 45

30% SiC+ -1-70% буры

Fe.B

1340 1310 1350 1330

Условия насыщения

т, ч

состав расплава

Объемный износ, ммЗ, за время испытания (мин)

950 И ООО

Иооо мооо

11050 950 1000 1000 1000 1050

SiC+ +70% буры

30% В4С+ +70% буры

0,065 0,110 0.031 0,040 0,031

0,031 0,033

0,034 0.035

0,330 0.384 0.071 0.402 0.041

0,152 0.402 0,033 0,071 0,059

0.660 0,580 0.260 0.718 0.166

0,420 0,736 0,071 0,152 0,102

0.022 0,772 0,718 1,134 0.348

0.754 1,134 0,152 0,212 0,180

0,906 0,906 1,050 1,428 0,822

0,870 1,384 0,274 0,348 0,274

1,092 1,276 1,218 1.752 1.218

1,1.34 1,608 0,302 0,366 0,348

Лримечание. Износ определялся на машине типа коды - Савина при нагрузке 2,1 кг и скорости вращения ердосплавного ВК2 (HRC 74-75) диска (d =63,25 мм, 1*-=2,5 мм) 730 об/мин. Износ оценивался по объему лункн, втертой диском на плоской борированной поверхности.

состойкости обеспечивает борирование при тем-ературах 1000-1050°С в течение 4-6 часов, таль 45, борированная в расплаве буры с карби-эм бора, после закалки и низкого отпуска по из-эсостойкости в 9-10 раз превосходит небориро-шную сталь, подвергнутую аналогичной термиче-ой обработке. Наличие трещин в боридном слое оказывает существенного влияния на износо-)йкость борированной стали. Борирование повышает коррозионную стойкость али 45 в разбавленных водных растворах кислот )04, НС1, лимонной и уксусной кислоты в 50, 60, и 5 раз соответственно; в водных растворах ще-?ей КОН и NaOH - в 5 и 4,6 раза и в водном IcTBope NaCl - в 1,9 раза (табл. 46). Коррозион-стойкость борированных сталей зависит от ме-la борирования (табл. 47). Борирование увеличивает стойкость среднеугле->дистых сталей в металлических расплавах на аове алюминия, цинка, олова, свинца и кадмия абл. 48). Сравнительные данные по скорости