The Structure of Diffuse Zone Layers When Boriding Steel 20

УДК 539.219.3

  • E.P. Shevchuk Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan) Email: evgeniya-shevchu@mail.ru
  • V.A. Plotnikov Altai State University (Barnaul, Russia) Email: plotnikov@phys.asu.ru
  • A.B. Sadibekov D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan) Email: ajdarsadibekov@gmail.com
Keywords: boriding, microstructure, borides, inert additive, activators, boride needles, diffusion, diffusion coefficient

Abstract

The paper presents data on changes in the structure of surface steel 20 by boriding at high temperatures using chemical-thermal treatment. According to studies of fine structure and microdiffraction phase analysis of samples, the main phases obtained in the experiments of boride layers are iron compounds with boron FeB, Fe2B and B. The microstructure of the samples is colored: the FeB phase is colored brown, and Fe2B retains yellow tones, boron crystals are colored in white color. Pores measuring about 50 microns in size are observed in the surface layer. The study of the quantitative characteristics of the boride structures helps determine the average thickness of the diffuse layers of the samples and determine the diffusion coefficient in them.

To prevent sintering of iron and boric acid powders, an inert additive, Na2SiO3, is introduced into the saturating mixture, and activators (NH4OH, C) are used to accelerate the boriding process. It is found out that with the decrease of the content of the inert additive in the saturating mixture, the thickness of the diffusion boride layer decreases, and the size of boride needles also decreases.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

E.P. Shevchuk, Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan)

старший преподаватель кафедры физики и технологий

V.A. Plotnikov, Altai State University (Barnaul, Russia)

доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой общей и экспериментальной физики

A.B. Sadibekov, D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan)

научный сотрудник Центра опережающего развития VERITAS

References

Sizova O.V., Kolubaev A.V. Einflup der Struktur von Borid-Schutzschichten auf Reibung und Gleitverschleip // Tribolodie-Fachtagung 1996, Reibung, Schweirung und Verschleip, 1996. Gottingen, 1996. Vort. 27/1.

Колубаев А.В., Тарасов С.Ю., Трусова Г.В., Сизова О.В. Структура и свойства однофазных боридных покрытий // Изв. вузов. Черная металлургия. 1994. № 7.

Колубаев А.В., Трусова Г.В., Тарасов С.Ю., Сизова О.В. Особенности структуры и триботехнические свойства боридных покрытий // Матер. Междун. симпозиума Триболог-10М-Slavyantribo-1. Рыбинск ; М., 1993.

Зобнев В.В., Марков А.М., Иванов С.Г., Гурьев А.М. Износостойкость многокомпонентных диффузионных боридных покрытий на рабочих органах сельскохозяйственных машин // Актуальные проблемы в машиностроении. 2014. № 1.

Баландин Ю.А. Износостойкие комплексные покрытия на основе бора // Защита металлов. 2006. Т. 42. № 2.

Быкова Т.М. Влияние химического состава стали на структуру и свойства диффузионных боридных покрытий : дисс. ... канд. технич. наук. Екатеринбург, 2016.

Сизов И.Г. Оценка хрупкости боридных слоев после электронно-лучевого борирования // Современные наукоемкие технологии. 2005. № 11.

Гурьев А.М., Лыгденов Б.Д., Гурьев М.А., Мэй Шунчи, Власова О.А. Борирование малоуглеродистой стали // Междунар. журнал экспериментального образования. 2015. № 12 (4).

Волков П. А. Особенности приготовления объектов для просвечивающей электронной микроскопии из аморфных алюминиевых сплавов // Кристаллография. 2011. Т. 56. № 3.

Кринов Д. И., Ефимов А. В. Особенности подготовки препаратов и методы травления рудных минералов // Уральский минералогический сборник. 2008. № 15.

Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М., 1961.

Гурьев А. М. Высокоэффективный способ химикотермической обработки инструментальных сталей // Ползуновский альманах. 2004. № 4.

Иванова Т.Г. Изучение диффузии бора в углеродистых и легированных сталях : дисс. ... канд. физ.-мат. наук. Барнаул, 2015.

Пачурин В.Г., Галкин В.В., Пачурин Г.В. Оценка деформационной неоднородности в раскатанных изделиях с клиновым профилем // Фундаментальные исследования. 2014. № 11 (4).

Мерер Х. Диффузия в твердых телах : монография / пер. с англ. Долгопрудный, 2011.

Балгазин И.И., Саяпова В.В. Нахождение коэффициента диффузии методом Монте-Карло // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2018. № 5 (47).

Published
2019-09-12
How to Cite
Shevchuk E., Plotnikov V., Sadibekov A. The Structure of Diffuse Zone Layers When Boriding Steel 20 // Izvestiya of Altai State University, 2019, № 4(108). P. 61-66 DOI: 10.14258/izvasu(2019)4-08. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-08.