Режим борирования t, С т, ч

Содержание фаз в слое, %

FeaB

850 6

64 36

900 6

61 39

950 4, 6

58, 59 42, 41

1000 4

58 42

Борид FeB имеет микротвердость 1980-2015 кгс/мм2, а FezB - 1580-1680 кгс/мм2 (табл. 132). Скорость борирования в порошковых смесях на основе карбида бора соизмерима со скоростью жидкостного безэлектролизного борирования.

В последнее время вместо стали ЗХ2В8 часто применяют новые штамповые стали, дополнительно легированные молибденом, ванадием и кремнием,

132. Микротвердость структурных составляющих боридного слоя стали 3X2 В8

Шпа 45ХЗВЗМФС, 40Х4М2ВФС и др. (0,45- 52% С, 0,3-0,6% Мп, 0,5-0,8% Si, 2,5-3,2 %Сг. 1-3,6% W, 0,8-1,1% Мо, 1,5-1,8% V, 0,1- 4% Ni, 0,05-0,15% Nb).

Данные по скорости формирования боридных юев на стали 45ХЗВЗМФС приведены в табл. 33-135.

Боридный слой на стали 45ХЗВЗМФС отличает-I значительной игольчатостью. Между боридными

И. Влияние условий насыщения из порошковых смесей основе карбида бора на толщину боридного м стали 45ХЗВЗМФС

133. Сравнительные данные по скорости формирования боридных слоев на сталях 3X2 В8 и 45ХЗВЗМФС (состав смеси: (84% В4С+1в% буры+3% NH4CI)

Условия борирования

т, ч

Толщина боридного слоя, мкм

100% В4С

ilOOO

1050

55 90 120

75 ,125 165

В,С-Ь2% AIF3

105 145

90 150 195

i. Влияние условий насыщения на толщину боридного слоя

45ХЗВЗМФС при борировании из пасты II, BC-f 20% NasAIFe остав защитной пасты 60% НзВОз+407о Si02)

Режим борирования

т, ч

(1000

1050

2 4 6

Толщина боридного слоя, мкм

Печной нагрев

Нагрев в соляной ванне

15 25

30 50 70 105

35 40 60 95

15 20 35

20 35 135

тзвзмшс

ЗХ2В8Ф

0,4 D,S 1,0

Рис. 77. Перераспределение легирующих элементов в процее се борирования сталей 45ХЗВЗМФС и ЗХ2В8Ф

иглами и под боридным слоем расположена смес а-фазы и карбидов. Причиной образования а-фа; является вытеснение кремния из зоны борид( (рис. 77). Далее следует зона скоагулирован; карбидов и троститная зона. Непосредственно ш боридным слоем в сталях типа 45ХЗВЗМФС блюдается зона пониженной твердости толщи до 0,2 мм. Снижение твердости в закаленном стоянии достигает 200 кгс/мм. Однофазные борид; ные слои по строению мало отличаются от дв; фазных.

Стали ЗХ2В8 и 45ХЗВЗМ.ФС имеют одно назнЗ чение, поэтому их свойства рассмотрены вмес В качестве эталона для сравнения использова, борированную сталь 5ХНВ. Образцы для исследо* вания свойств борировали в порошковой смеси npft 950°С в течение 10 часов. Толщина боридного ело: после указанной обработки составляла на ста 45ХЗВЗМФС 50 мкм, ЗХ2В8 - 40 мкм. После рирования стали ЗХ2В8 и 45ХЗВЗМФС подвергал закалке с температуры 1070°С и отпуску при бОСС.

©

00 У.

со 00

1Л о

00 со

оо * см

о о

сч о

СТ> 00 о сч -ч!

о 00 ~ сч

со 1>

о сч

00 .-н со

00

- см

ю f> о

сл 00

- ~ сч

со LO

со Ю

ю сч

ю со

ш о а,

к

Более высокая температура нагрева под закалку недопустима, так как приводит к оплавлению боридного слоя. Сталь 5ХНВ подвергли закалке с 850°С и отпуску при 530°С. Твердость после окон нательной обработки на сталях 45ХЗВЗМФС, ЗХ2В8 составляла 55-56 и 38-40 HRC соответственно.

Результаты исследования износостойкости штамповых сталей приведены в табл. 136, 137, испытания выполнены на специально модернизированной машине МИ , позволяющей изнашивать образцы не только при комнатной, но и повышен-: ных температурах. Методика исследования подроб но описана в работе [12].

137. Влияние температуры испытания на износ штамповых сталей (Руд =1,5 кгс/мм тисп =15 мин)

При комнатной температуре испытания наибольшей износостойкостью обладает сталь 5ХНВ, наименьшей - 45ХЗВЗМФС. С повышением удельного давления величина износа прогрессивно возрастает. Повышение температуры среды до 300- 600°С (температура образца на расстоянии 3 мм от поверхности трения, измеренная при максимальном удельном давлении и длительности испытания 35 мин, составила соответственно 520 и 710°С) в корне меняет описанную картину: теплостойкие стали имеют в 1,5-2,0 раза большую износостойкость, чем сталь 5ХНВ.

Борирование при всех исследованных температурах и давлениях повышает износостойкость штамповых сталей, но с повышением температуры испытания эффективность его влияния несколько

1п,шг)

fx,мкм)

ЗХНМ 3K2B8V

U5 5Ш ЗПШ ЗОООтетсшн SOOOmmowm

12 3 4 3

12 3 4 5 Теплостны, тыс

12 3 4 5

Щк. 78. Сравнительная разгаростойкость сталей 45, 5ХНВ ЗХ2В8Ф:

I-суммарное количество трещин на поверхности, Кг - среднестатн-вская глубина проникновения трещин, Кз - приведенный коэффициент Вриацни трещин термической усталости; 7 - закалка-(-отпуск, 2 - рухфазное бopиpoвaниe-l-зaкaлкafотпуск, 3 - однофазное борирова-leзaкaлкa-fотпуск, 4 - хромирование-1-закалка-готпуск

меньшается. Следует заметить, что износостой-Щость всех щтамповых сталей после борирования римерно одинакова. Большая износостойкость борированной стали 45ХЗВЗМФС обнаруживается ишь после испытания при максимальной темпера-Шуре. Борирование повышает окалиностойкость щеплостойких сталей в интервале рабочих темпера-Шур 700-850°С. При более высоких температурах Шспытания борированные стали окисляются интенсивнее, чем неборированные.

Для штамповых сталей большое значение имеет

(кая характеристика, как термическая усталость и разгаростойкость. На рис. 78 приведены дан-[е, характеризующие поведение нетеплостойкой (сталь 45), полутеплостойкой (5ХНВ) и теплостой-