Study of Diffusion Boride Bayers of Steel 20, Obtained by the Micro-Arc Surface

УДК 53:669.14

  • 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
  • G.S. Bektasova Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan) Email: bektasovags@mail.ru
Keywords: boring, borides, electric arc treatment, surfacing, boron-containing charge, diffusion, microhardness, X-ray diffraction analysis, diffusion coefficient, diffusion layer

Abstract

We discuss the results of the study of carbon steel 20 boriding performed by the micro-arc chemical-thermal treatment of a mixture containing iron and boric acid. The study has been carried out in scientific laboratories of the EKSU named after S. Amanzholov. It is found out that boride diffusion coatings obtained by this method are characterized by high hardness of 3.5 GPa and have an extensive diffusion zone. The wide diffusion zone is a surface layer of steel in which the compounds of boron and iron are distributed so that a transition region is formed between the hardened region and the matrix. The material of the diffusion zone is a composite consisting of a plastic а-phase of iron and high strength iron borides. X-ray diffraction studies revealed the formation of Fe3B compounds. It is found that the most optimal composition of the mixture contains iron and boric acid in a ratio of 1:3 (Fe-25% + H3BO3-75 %).

The use of the micro-arc surfacing method makes it possible to intensify the process of diffusion boriding in comparison with traditional methods. Also, it ensures that a hardened composite layer with a heterogeneous structure formed by the diffusion-crystallization mechanism is developed on a surface of steel products.

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

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

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

G.S. Bektasova, Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan)

кандидат философских наук, заведующая кафедрой физики

References

Лахтин Ю.М. Основы металловедения : учеб. М., 1988.

Лабунец В.Ф. Износостойкие боридные покрытия : справ. пособие. К., 1989.

Домбровский Ю.М., Степанов М.С. Создание композитных диффузионных боридных покрытий при микродуговом упрочнении в порошковых средах // Известия ВолгГТУ. 2015. № 5 (160).

Наплавка металла: электродом и другие // Все о сварочных электродах. URL: https://weldelec.com/info/kak-pravilno-varit/naplavka/.

Бернштейн М.Л. Металловедение и термическая обработка стали. Изд-е перераб. и доп. М., 1991.

Шевчук Е.П., Плотников В.А., Ахметжанов Б.К. Исследование боридных слоев стали 20 после химико-термической обработки в индукционной печи // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2018. Т. 15, № 3.

Шевчук Е.П., Плотников В.А. Композитные диффузионные боридные покрытия при микродуговом упрочнении в порошковых средах // Новые материалы и технологии : сборник научных статей III российско-казахстанской молодежной научно-технической конференции. Барнаул, 2015.

Домбровский Ю.М., Степанов М.С. Микродуговая цементация стальных изделий в порошковых средах // Упрочняющие технологии и покрытия. 2013. № 12.

Ворошнин Л.Г. Многокомпонентные диффузионные покрытия. Минск, 1981.

Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела : учебник. М., 2000.

Портной К.И., Левинская М.Х., Ромашов В.М. Диаграмма состояния Fe-B // Порошковая металлургия. 1969. № 8.

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

Published
2020-09-09
How to Cite
Shevchuk E., Plotnikov V., Bektasova G. Study of Diffusion Boride Bayers of Steel 20, Obtained by the Micro-Arc Surface // Izvestiya of Altai State University, 2020, № 4(114). P. 59-63 DOI: 10.14258/izvasu(2020)4-09. URL: https://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-09.