Кинетика изменения суммарной пористости слоев на сталях 45 и У8

Циклический характер изменения пористости сохраняется независимо от содержания углерода в силицируемой стали. Максимальное (до 20 %) различие в пористости слоев на сталях 45 и У8 наблюдается при 900° С. С повышением температуры силицирования эта разница уменьшается при одновременном снижении общего уровня пористости. По качеству диффузионного слоя сталь 45 имеет некоторые преимущества перед сталью У8, особенно при температурах 900 и 1100° С.

Сопоставление кривых, как и экспертиза проектной документации, позволяет оценить степень надежности будущего продукта. Также сопоставление кривых позволяет рассмотреть развитие таких процессов, как образование, коалесценция и удаление пор за пределы слоя. При 900° С отсутствует прямая зависимость между количеством пор и их размером. Размер пор в стали 45 в зависимости от температуры изменяется больше, чем у стали У8. Слой на стали 45 менее (в среднем на 10%) пористый, чем на стали У8, в то время как поры имеют приблизительно такие же или несколько большие размеры. Зависимость пористости от скорости нагрева носит довольно сложный характер. С ускорением нагрева сохраняется цикличность в изменении пористости в зависимости от времени выдержки. Уменьшение пористости при увеличении скорости нагрева может быть обусловлено увеличением содержания углерода в при поверхностной зоне благодаря повышенной концентрации в ней дефектов.

Мелкозернистая структура силицида, создаваемая быстрым нагревом, должна облегчить как удаление пор в процессе спека. В то же время такая структура обнаруживает повышенную способность к собирательному росту зерен, особенно при высоких температурах силицирования. Поры, которые не успевают выйти за пределы слоя, «захватываются» зернами. Последующий выход внутризеренных пор за пределы слоя весьма затруднен. Статистический анализ для случаев нагрева стали 45 со скоростями 100 и 3000° С/с показал, что влияние скорости нагрева на общую пористость является наиболее сильным при 900° С. При этой температуре силицирования разница в по-ристости, обусловленная ускорением нагрева, достигает 10%, а при 1000° С 5—7 %. При 1000° С ускорение нагрева способствует более раннему (через 60 с) и полному (снижение пористости до 6%) протеканию процессов спекания в ходе силицирования. Для армко-железа циклический характер изменения пористости сохраняется для обеих скоростей нагрева (100 и 3000° С/с). Как и при силицировании стали 45, преимущество той или иной скорости нагрева зависит от времени выдержки (если судить по общему уровню пористости).