Издательство
Каталог
Авторам
Рекламодателям
КонтактыВНИМАНИЕ!
Новый адрес редакций журналов Колодезный пер., 2 А.
ООО «Издательство «Инновационное машиностроение»
- КНИГИ Прайс-лист
- ЖУРНАЛЫ Прайс-лист
Книги и журналы, просмотренные ранее
Статьи автора
К последнему номеру журналаВсе статьи автора в журнале: Милонов А.С.
- Оценка структуры и свойств боридного покрытия при совмещенном методе боромеднения стали 45Evaluation of structure and properties of boride coating with combined method of boron-copper plating of 1045 steelАвторы статьиAuthorsКорнопольцев В.Н.Kornopoltsev V.N.Лысых С.А.Lyisyih S.A.Мишигдоржийн У.Л.Mishigdorjiyn U.L.Милонов А.С.Milonov A.S.kompo@mail.rukompo@mail.ru
Оценка структуры и свойств боридного покрытия при совмещенном методе боромеднения стали 45
УДК 669.15,621.785.5
DOI: 10.36652/1813-1336-2023-19-1-41-45
Приведены результаты совмещенного процесса насыщения бором и медью (боромеднение) стали 45 твердофазным методом с использованием экзотермической реакции восстановления их оксидов в процессе химико-термической обработки. Процесс боромеднения проводили при температуре 1123 К в течение 3, 4 и 5 ч. Были получены диффузионные слои толщиной 60, 160 и 180 мкм с неравномерным распределением микротвердости по протяженности покрытия. Микротвердость приповерхностного слоя составляла не более 11...12 ГПа. Максимальное значение микротвердости (20 ГПа) после 4- и 5-часовой обработки определялось на расстоянии до 15...20 мкм от обработанной поверхности образцов и протяженностью до 20...25 мкм. Затем микротвердость монотонно снижается и в конце слоя имеет значения 17...18 ГПа. Коэффициент диффузии при совмещенном методе боромеднения составил (6,8...7,1)·10–13 м2/с, установлено оптимальное время обработки. Пластичность покрытия при боромеднении разработанным способом до двух раз выше по сравнению с чистым борированием. Элементный анализ показал высокую концентрацию бора (22 % мас.) и меди (более 2 % мас.) в поверхностном слое диффузионного покрытия, что может подтвердить образование на поверхности образца железомедного сплава и свидетельствовать о наличии на поверхности большой концентрации высшего борида. Затем наблюдается снижение концентрации бора от поверхности к границе раздела, соответствующая формированию низшего борида. Определяется повышенная концентрация углерода под боромедненным слоем за счет оттеснения углерода с поверхности вглубь основы, усиленное медьсодержащим компонентом.
Ключевые слова
диффузионный слой, бор, медь, структура, микротвердость, коэффициент диффузии, пластичность, РСМА, углеродистая сталь
Evaluation of structure and properties of boride coating with combined method of boron-copper plating of 1045 steel
The complex diffusion saturation of the surface of steels with boron and metal by the solid-phase method can improve the functional properties of parts and tools. Thus, the combined process of simultaneous saturation with boron and copper (boron-copper plating) with the use of an exothermic reduction reaction of their oxides in the process of thermalchemical treatment (TCT) provides a greater layer thickness compared to pure boron plating and makes it possible to increase the plasticity of the coating. The aim of the work was to evaluate the effect of the time of saturation with boron and copper on the structure and mechanical properties, including the fragility (plasticity) of the diffusion layer during the processing of 1045 steel. The boron-copper plating process was carried out at 1123 K for 3, 4 and 5 hours. As a result, diffusion layers with a thickness of 60, 160, and 180 μm were obtained with an uneven distribution of microhardness along the length of the coating. The microhardness of the surface layer is no more than 15 GPa. The maximum value of microhardness reaching HV 20 GPa after 4 and 5 hours of treatment is determined at a distance of up to 15...20 μm from the treated surface of the samples and with a length of up to 20...25 μm. Then the microhardness decreases monotonically and at the end of the layer has the values 17...18 GPa. The diffusion coefficient for the combined method of boron-copper plating was (6.8...7.1)·10–13 m2/s, the optimal time for TCT was set at 4—5 hours. The results of a study to determine the fragility of diffusion layers showed that the plasticity of layers based on boron and copper is up to 2 times higher compared to pure boriding. Elemental analysis showed a high concentration of boron (22 % wt.) and copper (more than 2 % wt.) in the surface layer of the diffusion coating, which can confirm the formation of an iron-copper alloy on the surface of the treated sample and indicate the presence of a high concentration of higher boride on the surface. Then, a decrease in the boron concentration from the surface to the interface is observed, which indicates the formation of a lower boride. An increased concentration of carbon under the boron-copper layer is determined due to the displacement of carbon from the surface deep into the base, enhanced by the copper-containing component.
Keywords
diffusion layer, boron, copper, structure, microhardness, plasticity, SEM analysis, carbon steel
