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

УДК 53:669.017

  • Екатерина Степановна Ващук Филиал Кузбасского государственного технического университета им. Т.Ф. Горбачева (Прокопьевск, Россия) Email: vashuk@bk.ru
  • Евгений Александрович Будовских Сибирский государственный индустриальный университет (Новокузнецк, Россия) Email: budovskih_ea@physics.sibsiu.ru
  • Людмила Петровна Бащенко Сибирский государственный индустриальный университет (Новокузнецк, Россия) Email: redjizvz@sibsiu.ru
  • Виктор Евгеньевич Громов Сибирский государственный индустриальный университет (Новокузнецк, Россия) Email: gromov@physics.sibsiu.ru
  • Крестина Владимировна Аксенова Сибирский государственный индустриальный университет (Новокузнецк, Россия) Email: 19krestik91@mail.ru
Ключевые слова: электровзрывное боромеднение, электронно-пучковая обработка, элементный и фазовый состав, микротвердость, износостойкость

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.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Екатерина Степановна Ващук, Филиал Кузбасского государственного технического университета им. Т.Ф. Горбачева (Прокопьевск, Россия)

кандидат технических наук, доцент кафедры естественно-научных дисциплин филиала

Евгений Александрович Будовских, Сибирский государственный индустриальный университет (Новокузнецк, Россия)

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры естественно-научных дисциплин им. проф. В.М. Финкеля

Людмила Петровна Бащенко , Сибирский государственный индустриальный университет (Новокузнецк, Россия)

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры теплоэнергетики и экологии им. проф. В.М. Финкеля

Виктор Евгеньевич Громов, Сибирский государственный индустриальный университет (Новокузнецк, Россия)

доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой естественно-научных дисциплин им. проф. В.М. Финкеля

Крестина Владимировна Аксенова , Сибирский государственный индустриальный университет (Новокузнецк, Россия)

аспирант кафедры естественно-научных дисциплин им. проф. В.М. Финкеля

Литература

Белый А.В., Калиниченко А.С. Девойно О.Г. Кукареко В.А. Инженерия поверхностей конструкционных материалов с использованием плазменных и пучковых технологий. Минск, 2017.

Денисова Ю.А., Иванов Ю.Ф., Иванова О.В. и др. Эволюция структуры поверхностного слоя стали, подвергнутого электронно-ионно-плазменным методам обработки / под общ. ред. Н.Н. Коваля и Ю.Ф. Иванова. Томск, 2016.

Углов В.В., Шиманский В.И., Асташинский В.М., Черенда Н.Н. Модификация титана при воздействии компрессионными плазменными потоками. Минск, 2017.

Багаутдинов А.Я., Будовских Е.А., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е. Физические основы электровзрывного легирования металлов и сплавов. Новокузнецк, 2007.

Цвиркун О.А., Будовских Е.А., Багаутдинов Я.А., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е. Морфологические особенности кристаллизации поверхностных слоев железа и никеля при электровзрывном легировании // Изв. вузов. Черная металлургия. 2007. № 6.

Иванов Ю.Ф., Колубаева Ю.А., Коновалов С.В., Коваль Н.Н., Громов В.Е. Модификация поверхностного слоя стали при электронно-пучковой обработке // Металловедение и терм. обраб. металлов. 2008. № 12.

Зубченко А.С., Колосков М.М., Каширский Ю.В. и др. Марочник сталей и сплавов / под ред. В.Г. Сорокина. М., 2003.

Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технические процессы лазерной обработки. М., 2006.

Крукович М.Г., Прусаков Б.А., Сизов И.Г. Пластичность борированных слоев. М., 2010.

Марусин М.В., Щукин В.Г., Марусин В.В. Поверхностное легирование углеродистой стали медью при высокоэнергетической индукционной обработке // Физика и химия обраб. материалов. 2010. № 5.

Марусин М.В., Щукин В.Г., Филимоненко В.Н., Марусин В.В. Борирование стали при индукционной обработке // Физика и химия обраб. материалов. 2003. № 4.

Бурнышев И.Н., Валиахметова О.М., Мутагарова С.А. К вопросу борирования сталей // Вестн. ИжГТУ 2007. № 4.

Баландин Ю.А. Упрочнение поверхности штамповых сталей диффузионным борированием, боромеднением и борохромированием в псевдоожиженном слое // Металловедение и терм. обработка металлов. 2005. № 3.

Опубликован
2021-09-10
Как цитировать
Ващук Е. С., Будовских Е. А., Бащенко Л. П., Громов В. Е., Аксенова К. В. Структурно-фазовые состояния и свойства поверхности стали 45 после электровзрывного боромеднения и электронно-пучковой обработки // Известия Алтайского государственного университета, 2021, № 4(120). С. 17-23 DOI: 10.14258/izvasu(2021)4-02. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-02.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)