Заблоцкий В. К., Дьяченко Ю. Г.

Донбасская государственная машиностроительная академия, Украина

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ КОМПЛЕКСНОГО БОРОХРОМОАЛИТИРОВАНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

В ПОРОШКОВЫХ СМЕСЯХ

Согласно данным авторов [1], многокомпонентные покрытия являются наиболее перспективным по сравнению с двух и однокомпонентными покрытиями с точки зрения применения в промышленности для придания нужных свойств деталям машин и инструменту. Одновременное насыщение поверхности стали бором, хромом и алюминием обеспечивает сталям высокую износостойкость [2]. Однако, изменяя процентное содержание компонентов, входящих в порошковую смесь, можно получить различные структуры и свойства слоев. Поэтому возникает необходимость систематизирования процесса борохромоалитирования и получения требуемой структуры в зависимости от процентного состава насыщающей смеси.

Цель работы: определение особенностей формирования структуры поверхностного слоя при комплексном насыщении сталей бором, хромом и алюминием.

Для достижения поставленной цели планирование опытов проводили по методу симплексных решеток. Была выбрана математическая модель в виде полинома четвертой степени:

 

 

Комплексное борохромоалитирование проводили в порошковых смесях, содержащих в пределах: 0 – 25% В4С, 0 – 25% Cr3С2, 0 – 25% порошок Al,

0 – 68% Al2О3 при постоянном содержании активатора – 7% NaCl. Процесс проводили в контейнерах с плавким затвором в течение 5ч при температуре 1000ºС. После завершения выдержки, контейнер охлаждали с печью. Насыщению подвергали сталь 10 стандартного состава. Микроструктуру слоя исследовали с помощью металлографического микроскопа МИМ-8. Микроструктуру исследовали после химического травления в 4%-ом растворе азотной кислоты в этиловом спирте, а также после теплового травления.

Для определения процентного отношения площади, занимаемой фазой твердого раствора и боридной фазы к общей площади образца, использовали метод количественной металлографии.

Графическая интерпретация модели, представленная на рисунках 1 и 2 наглядно отображает влияние состава насыщающей смеси на формирование структуры поверхностного слоя при борохромоалитировании.

Рис. 1. Закономерности изменения процентного содержания боридной фазы в слое в зависимости от состава насыщающей смеси при борохромоалитировании.

Рис. 2. Закономерности изменения процентного содержания фазы твердого раствора в слое в зависимости от состава насыщающей смеси при борохромоалитировании.

На основании полученных результатов установлено, что метод симплексного планирования дает возможность прогнозировать области с требуемым количеством боридной фазы и фазы твердого раствора путем процентного уменьшения или увеличения компонентов порошковой смеси для придания заданных свойств.

Литература

1.     Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник / Под ред. Л.С. Ляховича. – М.: Металлургия, 1981. – 422 с.

2.  Заблоцкий В. К., Дьяченко Ю. Г. / Особенности абразивного износа комплексных В – Cr – Al покрытий на углеродистых сталях. // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – Х., 2006. – №4.-С. 59-62.