finn; Влияние условий

борирования а толщину Ооридного слоя высоко прочного чугуна (2 8% С

рирГва иеГ;41да -

/-ис S7, Влияние времени насыщения на толщину бо рнрованного слоя высоко-

пп/о с °бЗ%Мп, 0,08% Р,

й2о;): о%в,с+1оо/;

/-1090-С; г- 1050С

fnt; времени насыщ(

ного слоя высоко7рочиогоч f? 80/ Р°ение борирован-

карбидом кремния (данные рис. 86 и 87 несопоставимы, поэтому дать сравнительную оценку скорости борирования в засыпке 10% Na2B4O7--90% З4С не представляется возможным). Скорость лектролизного борирования может быть увеличе-la в 1,5-2 раза использованием взамен постоян-юго реверсивного тока, а жидкостного - на 20- i0% использованием графитовых тиглей взамен 1сварцевых.

Борированный слой серых, ковких и высоко-прочных чугунов состоит из двух зон: боридной, имеющей характерное игольчатое строение, и переходной, включающей в себя а-фазу, выделения борного цементита Рез (С, В) и графита. Толщина переходной зоны совпадает с глубиной проникновения бора в аустените при температуре насыщения и значительно превосходит толщину зоны а-фазы и Рез (С, В). В боридной зоне сохраняются включения исходного (существовавщего до насыщения) графита.

Строение и фазовый состав борированного слоя существенно зависят от способа борирования и условий насыщения (температуры и времени). При борировании в расплаве буры с карбидом кремния образуются диффузионные слои сравнительно небольшой толщины, состоящие из боридов железа, 1 а-фазы, борного цементита и незначительного количества графитных включений. Боридный слой состоит преимущественно из борида РегВ. При жидкостном борировании в расплаве буры с карбидом бора и электролизном борировании увеличивается сплошность боридного слоя и уменьшается толщина боридных игл. Боридная зона состоит из боридов РеВ и Ре2В, причем значительная часть боридного слоя приходится на долю борида РеВ. Увеличивается и количество графитных включений в боридной и подборидной зонах. Однако в случае электролизного борирования их распределение в слое более равномерно, чем при жидкостном борировании. При прочих равных условиях, с увеличением времени (5орнрования в расплавах буры с карбидом кремния, карбидом бора и электролизном борировании увеличиваются размеры борид-

Рис. 89. Влияние температуры насын1ения на строение бопи-

а, б, 6 ~ 900, 950 и 1000°С соотпстстпсппо

Рис 90. Микроструктура борированного слоя при 1050° (т= = 2 ч 40 мин) высокопрочного чугуна. Х200;

а - поверхностная зона; б - граница диффузионного слоя с основой

НОЙ зоны, зоны сплошного слоя боридов, толщина прослойки а-фазы и количество и размеры графит-ых включений. Так, при борировании высокопроч-ого чугуна в расплаве буры с карбидом бора (40% по массе) и времени выдержки 2 ч диффузи-нный слой состоит из столбчатых кристаллов бондов железа и а-фазы, располагающейся по концам боридных игл и между ними (рис. 88, а). При етырехчасовой выдержке значительно увеличива-отся толщина боридной зоны и зоны а-фазы (рис. 38, б). В а-фазе между боридными иглами наблюдаются выделения графита компактной формы и орного цементита Рсз (С, В) в виде пластин или зерен. Борный цементит располагается также непосредственно под прослойкой а-фазы по границам бывших аустенитных зерен. С увеличением времени насыщения до 6-8 ч наблюдается дальнейшее увеличение толщины зоны боридов и а-фазы (рис, 88, в, г). Растет и количество включений графита и борного цементита в зоне а-фазы. Аналогичное влияние на строение борированного слоя оказывает и повышение температуры процесса (рис. 89). При выдержках 6ч и выше и температурах процесса 950-1000°С графитные включения располагаются закономерно в виде прослойки между боридным слоем и основным металлом. Это резко снижает прочность связи боридного слоя с основой и увеличивает его склонность к скалыванию. Отслаивание боридного слоя от матрицы в этом случае происходит еще до начала эксплуатации изделий (как правило, в процессе охлаждения с температуры борирования). Скалывание боридного слоя (полное или частичное) происходит по прослойкам графитных включений. При одинаковой толщине диффузионного слоя описанному пороку наиболее подвержены боридные слои, полученные в расплаве буры с карбидом бора. Боридные слои, формирующиеся при электролизном борировании, более пористы, а графитные включения распределены в них более равномерно. При жидкостном борировании в расплаве буры с карбидом кремния количество графитных включений в диффузионном слое невелико и они не образуют сплошной про-

слойки, в том и другом случае прочность связи боридного слоя с основным металлом увеличивается.

Дальнейшее повышение температуры процесса ; до 1050°С и выше сопровождается подплавлением боридного слоя (рис. 90). При 1050°С и времени насыщения 2 ч 40 мин с поверхности образца фор- мируется пористая зона столбчатых боридных кристаллов толщиной 200 мкм, к которой примыкает зона крупных равноосных кристаллов боридов, железа и зона ледебуритной эвтектики толщиной 500 мки. Включения а-фазы и графита в ледебуритной эвтектике отсутствуют. На отдельных участках эвтектики наблюдаются крупные кристаллы первичного бористого цементита. Микротвердость бористого цементита значительно превышает твердость цементита ледебуритной эвтектики белого чугуна (табл. 153). Оплавление всегда начинается

153. Микротвердость фазовых и структурных составляющих борированного слоя высокопрочного чугуна

ис. 91. Влияние углерода на строснпг борированного слоя 1ысокопрочного чугуна (2% Si, 40% В4С--60% Na2B407, = 950°С, т=6 ч).Х200:

1-2%С; Ь-3,2%С

ис. 92. Влияние кремния иа строение борированного ысокопрочного чугуна (2,3% С, условия насыщения те 1Т0 и на рис. 115). Х200:

- 1,4% Si; 6-2,9%Si

слоя же.