Особенности диффузионных процессов, происходящих при насыщении атомарными элементами и формировании поверхностного слоя с композиционной структурой
Е. А. Костик
Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ул. Кирпичева, 2, 61002 Харьков, Украина
Получена: 14.04.2021; окончательный вариант - 15.09.2021. Скачать: PDF
Одним из эффективных способов снижения хрупкости боридных слоёв является формирование слоёв с композиционной структурой. Для создания композиционной структуры диффузионного слоя предлагается сформировать, кроме боридов, несколько дополнительных фаз, которые расположены в слое произвольно или упорядоченно. Для этого образцы из стали 38Х2МЮА упрочняли комплексной химико-термической обработкой, а именно, осуществляли борирование после цементации или нитроцементации. Анализ микроструктур показал, что после различных режимов поверхностного упрочнения стали, можно утверждать, что комплексная химико-термическая обработка приводит к формированию композиционной структуры стали с измельчением боридов в слое, дисперсность которых увеличивается с повышением температуры диффузионного насыщения. Установлено, что слой боридов вытесняет вглубь стали углерод, который находился в слое, упрочнённом методом цементации (нитроцементации). За счёт предварительной упрочняющей обработки методом цементации (нитроцементации) происходит формирование боридних игл с закругленными краями и последующим их дроблением на глубину диффузионного слоя, что связано с наличием большого количества карбидов (нитридов, карбонитридов) в поверхностном слое, которые не позволяют расти иголкам боридов в направлении, перпендикулярном к поверхности образцов за счёт их большой плотности. Измельчение и закругления боридних игл имеет положительное влияние на дальнейшую эксплуатацию изделия, поскольку позволяет устранить концентраторы напряжений и локальные зоны, которые могут быть причиной появления трещины при наличии острых иголок, и снизить поверхностную хрупкость благодаря формированию измельчённой композиционной структуры.
Ключевые слова: композиционная структура, диффузионные слои, комплексная обработка, борирование, цементация, нитроцементация.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i01/0047.html
PACS: 66.30.J-, 68.35.Fx, 68.37.Hk, 81.05.Ni, 81.65.Lp