Понижение концентрации кремния

Для силицированного слоя на армко-железе характерно значительное понижение концентрации кремния во внутренних областях слоя, контактирующих с подслоем; на микрошлифах отчетливо видна зона развитой пористости. Слой на армко-железе содержит на 3—4% меньше кремния, чем на стали 45. Менее концентрированный слой при большей его глубине свидетельствует о более интенсивной диффузии кремния в армко-железе. Иначе изменяются в случае силицирования армко-железа и размеры подслоя. Подслой на стали 45 в период спекания (выдержка 75—90 с) резко уменьшается (с 15 до 3 мкм), а на армко-железе несколько увеличивается. Зависимость глубины подслоя при спекании от содержания углерода может в значительной степени определяться положением зоны максимальной пористости в слое. Все эти параметры высчитываются при изготовлении высококачественных метизов компании «Экзирон», адрес официального сайта которой http://exiron.ru.

У армко-железа эта зона расположена на границе между слоем и подслоем и развита гораздо сильнее, чем у стали 45. На стадии восходящей диффузии она является барьером для атомов кремния, поглощая значительное их количество. Кремний накапливается в подслое и увеличивает его размеры. Нельзя также исключить влияние углерода на кинетику обратного перемещения границ слоя. В стали 45 углерод может дополнительно стимулировать восходящую диффузию кремния в а-слой.

Сравним кинетику перемещения границ слоя, подслоя и -области на стали 45 при двух скоростях нагрева. В случае нагрева со скоростью 3000° С/с обратное перемещение внутренней границы слоя начинается раньше и при меньшем 148 уровне пористости, а величина перемещения (26 мкм) больше, чем при нагреве со скоростью 100° С/с (19 мкм). При скорости 3000° С/с восходящая диффузия кремния из внутренних областей начинается раньше, так как спекание наступает раньше. Поверхность насыщаемого металла быстро изолируется пористым слоем от паров SiCl4. Спекание начинается при меньшем количестве пор. В то же время на их залечивание расходуется большее количество кремния, продиффундировавшего в мелкозернистый аустенит. Об этом свидетельствует большая величина обратного перемещения границы в случае нагрева со скоростью 3000° С/с. На обратное перемещение внутренней границы слоя может оказывать влияние и оттесненный углерод, количество которого больше в случае нагрева с большей скоростью. При силицировании армко-железа положительное влияние скорости нагрева выражено несколько иначе. Обратное перемещение границ приблизительно в 4 раза больше при нагреве со скоростью 3000° С/с, но начинается не раньше, чем при нагреве со скоростью 100° С/с, хотя и при меньшем уровне пористости.