Формування структури та властивостей високобористих стопів Fe–B–C, леґованих Cr, V, Nb або/та Mo
О. В. Сухова
Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, просп. Гагаріна, 72, 49010 Дніпро, Україна
Отримано: 05.05.2020; остаточний варіант - 11.02.2021. Завантажити: PDF
Вивчено вплив заміщення Fe у високобористих стопах Fe–B–C, що містять 10,0–14,0% B та 0,1–1,2% C, 0–5,0% Cr, V, Mo або/та Nb (у % ваг.), із застосуванням методів оптичної мікроскопії, рентґеноструктурного аналізу, сканувальної електронної мікроскопії, рентґеноспектрального мікроаналізу. Мікроструктура базових стопів Fe–B–C складається з первинних дендритів твердого розчину Fe(B, C) та кристалів Fe$_2$(B, C), що утворюються за перитектичною реакцією між фазою Fe(B, C) та рідиною. Встановлено, що хром та ванадій мають високу розчинність у структурних складових стопів Fe–B–C, причому Cr та V в більшій кількості розчиняються в дендритах Fe(B, C), займаючи позиції атомів Fe. Додавання Cr або V до стопів Fe–B–C дозволяє зменшити їх крихкість: незначно знижуючи мікротвердість структурних складових, ці елементи значно підвищують їх коефіцієнт тріщиностійкості. Показано, що молібден та ніобій переважно входять до складу вторинних надлишкових фаз, ідентифікованих у структурі як Мо$_2$В, Мо$_2$(B, C) або NbB$_2$ відповідно. Вміст Mo та Nb в твердих розчинах Fe(B, C) та Fe$_2$(B, C), а також кількість утворюваних ними вторинних фаз свідчать про низьку розчинність Mo та відсутність розчинності Nb в цих структурних складових. Mo та Nb збільшують твердість базового стопу Fe–B–C завдяки виділенню вторинних фаз. З метою підвищення експлуатаційних властивостей базових високобористих стопів Fe–B–C до їх складу одночасно додавали 1,0–2,0% Cr, 0,5–1,0%V, 1,0–3,0% Nb, 1,0–3,0% Mo. Покращення властивостей забезпечується формуванням Cr- та V-вмістних твердих розчинів Fe$_2$(B, C) та Fe(B, C), а також вторинних фаз на основі Mo та Nb. Розроблений багатокомпонентний стоп рекомендований в якості наповнювача макрогетерогенних композиційних покриттів, призначених для зміцнення поверхонь деталей, що працюють в абразивних або газоабразивних середовищах за підвищених температур.
Ключові слова: високобористі залізні стопи, леґуючі елементи, мікроструктура, тверді розчини, вторинні фази, механічні властивості.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v43/i03/0355.html
PACS: 06.60.Vz, 62.20.M-, 68.08.De, 81.05.Ni, 81.40.Ef, 81.40.Np