Результаты измерения глубины слоев железа

Результаты измерения глубины слоев на армко-железе при насыщении из пасты указанного состава при различных температурах и выдержках показывают, что применение скоростного электронагрева и активной пасты значительно интенсифицирует процесс титанирования. Диффузионные слои глубиной 60—65 мкм образуются при 1200° С в течение 5—7 мин. Титанирование с нагревом в печи при 1100° С позволяет получать слои указанной глубины только за 1,5—2,0 ч. Аналогичные результаты были Гполучены и на стали. Строение и фазовый состав слоев, образующихся при скоростном нагреве, изучали с помощью рентгеновского фазовогоанализа, измерения микро-т. э. д. с. и металлографически. Как на железе, так и на стали 20 слой был однофазным и представлял собой твердый раствор титана в а-железе; микротвердость плавно изменялась по глубине от 400 до 150 кгс/мм2. Концентрация титана была невысокой и составляла в поверхностных зонах 5—6%. В связи с тем, что применявшийся для насыщения FeTi содержал около 5% Si и 7% А1, в диффузионных слоях, помимо титана, были обнаружены в незначительных количествах алюминий и кремний.

Насыщение с/пали титаном из паст повышенной активности. Пасты и порошкообразные смеси, содержащие в качестве поставщика титана только малоуглеродистый ферротитан (около 30% Ti), не обеспечивают получения диффузионного слоя с высоким содержанием титана. В ряде случаев необходимо, в частности для повышения коррозионной стойкости Fe—С сплавов, получать титанированные слои со значительно большей концентрацией титана. Для увеличения активности пасты в смесь вводили различное количество (от 20 до 95%) порошка чистого титана, не изменяя содержание других составляющих пасты.

Составы с 95% Ti+ 5% NaF и 40% FeTi + 55% Ti + 5% NaF практичны, приобрести такую сталь можно по столь же выгодной цене, как и купить чиллер. Эти составы оказались оптимальными, так как они позволили получить слои с высоким содержанием титана и хорошее состояние поверхности образца. Дальнейшие исследования проводили с применением паст оптимальных составов.

Насыщению в пастах указанного состава подвергали образцы армко-железа и стали. Титанирование исследовали в интервале температур 950—1200° С с выдержками на изотерме от 1 до 15 мин при скорости нагрева от 30 до 500° С/с. В результате титанирования армко-железа и стали 20 при температурах до 1050° С получены однофазные слои, состоящие из твердого раствора титана в а-железе. После нагрева выше 1050° С слои состояли из двух зон: внешней нетравящейся и зоны со слабо заметными границами зерен, в которой четко видны включения интерметаллида. При определении глубины слоя измеряли обе зоны (до линии раздела с сердцевиной). Изучены зависимости глубины слоя от временной температуры насыщения. Показано, что при 1100° С можно получить титанированные слои толщиной 50—80 мкм за 5—10 мин, в то время как при печном нагреве для этого требуются 2 ч. С повышением температуры и увеличением времени выдержки растут обе зоны слоя. При повышении скорости нагрева от 30 до 500 град/с глубина диффузионного слоя возрастает соответственно от 50 до 65—70 мкм.