Структурно-фазовые состояния и свойства поверхности стали 45 после электровзрывного боромеднения и электронно-пучковой обработки

УДК 53:669.017

Аннотация

Работа посвящена повышению микротвердости и износостойкости стали 45 в отожженном состоянии путем комбинированной обработки, включающей электровзрывное боромеднение и последующую электронно-пучковую обработку. Установлено увеличение шероховатости поверхности зоны электровзрывной обработки с ростом поглощаемой плотности мощности и массы порошка бора. Электронно-пучковая обработка приводит к уменьшению шероховатости и появлению на поверхности кратеров вместо следов радиального течения расплава. Строение зоны электровзрывного легирования по глубине включает в себя покрытие, приповерхностный, промежуточный и приграничный слои. Ее общая толщина достигает 25 мкм. Микротвердость поверхности и глубина зоны упрочнения после электровзрывного легирования увеличиваются с ростом поглощаемой плотности мощности и концентрации бора и достигают 1400 HV. Электронно-пучковая обработка приводит к объединению покрытия с приповерхностным слоем, увеличению глубины зоны упрочнения до 80 мкм. Вблизи поверхности формируется структура ячеистой или дендритной кристаллизации, в глубине — зеренная структура. Установлено неоднородное распределение легирующих элементов по объему зоны легирования и выравнивание его при электронно-пучковой обработке. Увеличение поглощаемой плотности мощности и общего времени воздействия электроннопучковой обработки приводит к росту междендритно-го расстояния и диаметра зерен. Увеличиваются также размеры мартенситных игл в глубине. Комбинированная обработка приводит к образованию субмикрокри-сталлических упрочняющих фаз — боридов FeB, Fe₂B, FeB₂, карбоборида Fe₂₃(C, B)₆ и карбида B₄C. Уровень микротвердости уменьшается до 800 HV, а износостойкость по сравнению с износостойкостью основы увеличивается до пяти раз.