toOQ ISOD

n.3, %

Рис. 28. Влияние легирующих элементов на микротвердость боридных фаз среднеуглеродистой стали (0,4% С) (электролизное борирование в промышленной ванне, jf=970°C, т= = 6ч, / = 0,2 А/см2)

24 Сг,°/.

Рас. 29. Влияние хрома на толщину слоя среднеугле-родистых сталей при газо вом борировании:

----об1цая толщина:

-----толщина сплошного слоя

боридов

ма, а также толщину обогащенной углеродом зонь и концентрацию в ней углерода (рис. 27). При не больших добавках (~1%) Si не изменяет склонно сти к росту аустенитного зерна переходной зош или увеличивает ее, а при содержании его в стал1 больше 2% способствует измельчению зерна nepef>uc. ходной зоны среднеуглеродистых сталей.

Начиная с 3% Si и выше кремний повышае твердость обеих боридных фаз в двухфазном бо ридном слое (рис. 28). При меньших содержания: не изменяет твердости ни однофазного (см. рис 17), ни двухфазного (см. рис. 28) покрытия.

Кремний практически не влияет на износостой кость (см. рис. 19) и окалиностойкость боридноп слоя среднеуглеродистой стали, но резко увеличи вает его склонность к скалыванию как в процесс! термической обработки, так и эксплуатации [11] Легирование предназначенных для борировани! сталей кремнием нецелесообразно.

Алюминий. По силе замедления скорости фор мирования двухфазного боридного слоя близок

h,MKM

; г 3 4 Сг,%

30. Влияние условий насыщения и содержания хрома на толщину боридного слоя среднеуглеродистой стали:

-О--- толщина слоя (по концам игл);--А--- толщина

сплошного слоя; 1,2,3 - время насыщения 2, 4 и 6 ч соотвегственно

хрому и заметно превосходит в этом отношении никель, марганец и медь (см. рис. 6). При однофазном борировании влияние алюминия на кинетику формирования слоя аналогично кремнию (см. рис. 10). Причиной замедления скорости формирования боридного слоя является вынужденное перераспределение алюмицня в процессе борирования. Диффузия алюминия в РегВ и далее в подборид-ную зону способствует образованию там развитой зоны а-с)азы (см. табл. 16).

Алюминий уменьшает содержание в слое выео-коборисгой фазы, снижает се твердость, .микрр-

lili!

хрупкость обеих боридных фаз (см. рис. 18) и ВС1 сг,% t-o слоя в целом (см. рис. 16). На твердость Fe: клюминий не влияет (см. рис. 15,17).

Хром. Довольно сильно снижает толщину 6i ридного слоя как в безуглеродистых сплавах, та и в среднеуглеродистых сталях. До 5% Сг завиа мость толщины слоя от содержания его близка линейной (см. рис. 20). В интервале концентраци 5-8% и 12-25% хром снижает толщину ело енее интенсивно (рис. 29). С повыщением темш ратуры борирования отрицательное влияние хром йа скорость роста боридного слоя усиливается. О значительно сильнее уменьшает толщину пронш Гонения боридных игл нежели толщину сплошног

слоя боридов (рис. 30), поэтому с повышение) ного слоя РеВ;

Ofi 0,8 1,2 1,6 1,т

Рис. 31. Распределение хрома по толщине боридного слоя и переходной зоны (/=950°С, т=4 ч, /=0,2 А/см2):

- - граница сплош-

содержания хрома в стали компактность боридног -слоя растет, а иглы боридов приобретают боле сложное строение.

В однофазных боридных слоях (см. рис. 10 действие хрома аналогично описанному выше, н в количественном отношении менее сильно. В про цессе формирования слоя хром концентрируете преимущественно в бориде РегВ (рис. 31). Раство :ряясь в боридном слое, хром увеличивает параме ры решеток боридных фаз (см. табл. 13). При вы[ соких температурах борирования (1000°С) умень] шает угол рассеяния оси текстуры борида FeB (с4 табл. 14). С понижением температуры борировани{ /О совершенство текстуры в хромистых сталях {iQt 40X2, 40X3) растет, а зависимость угла рассеяни gg оси текстуры от содержания хрома приобретз! экстремальный характер: наиболее совершены

граница игл РеВ; граница боридного слоя

0,f 0,8 1,2 1,т

Рис. 33. Распределение бора по толщине переходной зоны хромистых сталей (=950°С, т=4 ч, /=0,2 А/см2):

t - расстояние от конца боридных игл

1,0 1,т

I - расстояние от конца боридных игл

экс1 иемальныи лаиамеи; наииилсс сиссишснпш- р о, r

текстурой обладает боридный слой стали 40x1 IfZl Ц гспрЬлиТУглда о

Подобно никелю и марганцу хром повышает СОДе рированных хромистых ста- толщине переходной зоны жание в слое высокобористой фазы (см. рис. ! лях (30% В4С-Ь70% N82640?, A/ ?f.°°* 24). При легировании среднеуглеродистых стале=980°С, т=5 ч, охлажде-хромом изменяется не только величина остаточны воздухе) напряжений, но и характер их распределения п оетную твердость (см. рис. 15) и хрупкость (см толщине слоя (рис.32). р с. 16, 18) двухфазного боридного слоя Твер-

Хром замедляет скорость диффузии бора в адость однофазного боридного слоя и борида Ре7в стените и тем самым уменьшает толщину nepexoj интенсивно снижает (см оис 15 17) ной зоны (рис. 33). Он также снижает концентр! Хром уменьшает износостойкость борированной вдю в ней углерода (рис. 34), повышает поверстали (см. рис. 19). Причиной подобно?овлияния

ft.MKM

h.MKM

0- 2 3 и 5 Л.Э,7<

OA O.s 12 t,m

ШШ ttr.ltT легирую- Рис. 38. Влияние молибдена щих элементов на толщину на толщину переходной чо боридного слоя армко-же- ны и концентрацию в ней леза (B.C. = 950°С, т= бора ( = 950°С т4 ч

/ = 0,2 А/см2):

Рис. 35. Влияние условий насыщения и содержания молиб дена в стали на толщину боридного слоя (/=0,2 А/см):

--О--- общая толщина слоя; -Д- толщина сплошног

слоя боридов; /, 2, 3 - время иас1,1Щст1Я 2, 4 и 6 satoB соотаотственж

l) Wb 1,0 L,m

является охрупчивание им боридного слоя. На ско Рис. 37. Распределение мо-рость окисления боридного слоя легирование стал тнбдена по толщине бори-хромом в небольших количествах (1-3%) влия Роваиноголоя (=950°С,

ния не оказывает. --гГанДа п!,ош-

Вольфрам и молибден. Сильно снижают голщи ого слоя геВ;

й- -----граница игл FeB-

ну боридного слоя В безуглеродистых сплава;---граница боридного

(рис. 6, 36) и низко- и среднеуглеродистых сга.ля1 (см. рис. 8, 10, 20). При введении молибдена нл1

вольфрама в сталь примерно в равной мерс.сш сех исследованных содержаниях указанных эле-жается как общая толщина слоя, так и толщин ентов игольчатое строение слоя выражено до-сплошного слоя боридов (рис. 35), поэтому .iip Мльно ярко. При легировании стали молибденом

1,< i,MM

Рис. 39. Распределение углерода по толщине переходной зоны в молибденовых среднеуглеродистых сталях (/=950°С, т=4 ч /=0,2 А/см ):

I - расстояние от конца боридных игл