Исследования борирования

Борированию подвергали сталь 20 и армко-железо при 950, 1000 и 1050° С с выдержками от 1 до 20 мин при скоростях 1°С/с (в печи) и 50° С/с (электронагрев). Активной средой служила порошкообразная смесь, содержащая 70% В4С и 30% Na3AlF6. Особое внимание в этих опытах было уделено правильному измерению и регистрации температуры процесса. Глубина борированного слоя ныдержюа с увеличением времени выдержки увеличивалась по параболическому закону. При насыщении с нагревом в печи слои небольшой глубины образуются в процессе нагрева до рабочей температуры. Однако темп нарастания борированного слоя при электронагреве значительно больше, и после 3—4 мин размеры слоев оказываются больше, чем при нагреве в печи. С повышением температуры насыщения глубина слоя значительно увеличивается, однако снижается качество поверхности образцов, что недопустимо для качественных и надежных элементов, например таких, как фланцы стальные.

Увеличение скорости нагрева в указанных пределах несколько ускоряет процесс насыщения, что может быть связано с сохранением большей активности среды из-за кратковременного нагрева до рабочей температуры. Результаты микроструктурного анализа были подтверждены послойным изменением микро т. д. э. с, которое показало увеличение зоны протяженности боридов при применении большей скорости нагрева. Таким образом, применение электронагрева позволяет интенсифицировать процесс борирования. Исследование микроструктуры, микротвердости, микро-т. д. э. с. и рентгеновский фазовый анализ показали, что борированные слои, образующиеся на железе и стали в исследованном интервале температур, выдержек и скоростей нагрева, ничем не отличаются от слоев, образующихся при традиционных методах насыщения. Диффузионные слои на стали 20 и железе со: стоят из вытянутых и ориентированных перпендикулярно к поверхности боридных фаз FeB и Fe2B. При обеих скоростях нагрева микротвердость по глубине борированного слоя стали 20 скачкообразно меняется от 2000— 2100 до 180—200 кгс/мм2 (в сердцевине). С увеличением скорости нагрева значения микро-т. э. д. с. на поверхности уменьшаются с 15 до 13 мкВ/град. Увеличение скорости нагрева до 174 500° С/с при борировании в указанном интервале температур не приводило к изменению структуры и свойств слоев.