Распределение хрома и молибдена в диффузионном слое стали 35Х2Н3 при совместном термодиффузионном насыщении
Автор: Шабурова Наталия Александровна, Шабурова Юлия Дмитриевна, Пашкеев Игорь Юльевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Металловедение и термическая обработка
Статья в выпуске: 2 т.22, 2022 года.
Бесплатный доступ
Известные способы химико-термической обработки конструкционных деталей, таких как цементация, азотирование, технологии диффузионной металлизации, позволяют получить уникальную комбинацию свойств поверхности и сердцевины изделия. Положительный опыт использования способов многоэлементного диффузионного насыщения открывает перспективы для разработки способов комплексного насыщения. В статье описаны особенности термодиффузионного насыщения стали 35Х2Н3 хромом и молибденом при температуре 1000 °С. Приводится методика анализа полученного покрытия, основанная на возможностях рентгеноспектрального микроанализа (РСМ) диффузионного слоя на поперечных микрошлифах полученных образцов. Контроль элементного состава диффузионного слоя проводили на универсальном сканирующем (растровом) электронном микроскопе JEOL JSM-6460 LV. Исследование микроструктуры осуществлялось на оптическом металлографическом микроскопе Axio Observer D1.m. Рентгенофазовый анализ проводился на диффрактометре Rigaku Ultima IV. Измерение твердости проводилось на микротвердомере FM-800 при нагрузке 100 г. Получены данные о качественном и количественном распределении хрома и молибдена в поверхностном слое стали. Показано, что формирующееся термодиффузионное покрытие состоит преимущественно из твёрдого раствора замещения на основе Cr-Fe-Mo с ОЦК-решеткой и карбидов хрома и молибдена. Глубина внешнего покрытия на образце составила порядка 20 мкм, глубина диффузионного слоя в основном металле - порядка 25 мкм. Отмечено отсутствие обезуглероженного участка в поверхностном слое основного металла. Определены средние коэффициенты диффузии хрома и молибдена: в α-фазе хрома DCr = 6,6•10-15 м2/с и DMo = 4,35•10-16 м2/с соответственно; в γ-фазе железа DCr = 2,95•10-15 м2/с, DMo = 2,48•10-16 м2/с соответственно. Микротвердость внешнего поверхностного слоя составила 1400-1980 HV, диффузионного слоя в основном металле - 1000-600 HV, основного металла - порядка 540-510 HV.
Термодиффузионное хромирование, коэффициенты диффузии хрома и молибдена, строение диффузионного слоя, методика анализа
Короткий адрес: https://sciup.org/147237475
IDR: 147237475
Список литературы Распределение хрома и молибдена в диффузионном слое стали 35Х2Н3 при совместном термодиффузионном насыщении
- Лахтин Ю.М. Химико-термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1985. 256 с.
- Попов А.А. Теоретические основы химико-термической обработки стали. М.: Металлург-издат, 1962. 120 с.
- Химико-термическая обработка металлов и сплавов: справ. / Г.В. Борисенок, Л.А. Васильев, Л.Г. Ворошнин и др. М.: Металлургия, 1981. 424 с.
- Шатинский В.Ф., Нестеренко А.И. Защитные диффузионные покрытия. Киев: Наукова Думка, 1988. 272 с.
- Samuel R.L., Lockington N.A. // Metal Treatment and Drop Forging. 1951. No. 18. P. 354–359.
- Околович Г.А., Ларещева О.С. Хромирование поршневых колец // Ползуновский альманах. 2003. № 4. С. 118–120.
- Ляхович Л.С. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981. 424 с.
- Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов. М.: Машиностроение, 1964. 450 с.
- Применение метода неконтактной вакуумдиффузионной металлизации в промышленности / Г.М. Бородулин, Е.П. Пономаренко, В.Г. Касьяненко и др. // Защитные покрытия на металлах. Вып. 2. 1968. С. 134–138.
- Шабурова Ю.Д., Шабурова Н.А., Пашкеев И.Ю. Исследование распределения хрома в диффузионном слое при хромировании стали 35Х2Н3 // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2022. Т. 22, № 1. С. 24–32. DOI: 10.14529/met220103
- Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка стали. М.: Машгиз, 1950. 433 с.
- Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М.: Машиностроение, 1965. 493 с.
- Юодис А.П., Геллер Ю.А. Химико-термическая обработка сталей и сплавов. Минск, 1971. 90 с.
- Влияние параметров борохромирования на структуру стали и физико-механические свойства / А.М. Гурьев, С.Г. Иванов, Б.Д. Лыгденов и др. // Ползуновский вестник. 2007. № 3. С. 28–34.
- Галынская Н.А. Особенности технологии получения комплексных диффузионных покрытий на основе бора и хрома // Перспективы развития поверхностного и объемного упрочнения сплавов: сб. науч. тр. / под. ред. Л.Г. Ворошнина. Минск: БНТУ, 2004. С. 48–52.
- Микроструктура стали после борохромирования с микродуговым нагревом / Ю.М. Домбровский, Л.В. Давидян, А.Г. Черняк, В.И. Лысенко // Молодой исследователь Дона. 2017. № 4 (7). С. 29–31.
- Дубинин Г.Н., Корицкий В.Г., Веселовский И.М. Диффузия хрома, ванадия и марганца в поверхностные слои стали из газовой среды // Журнал технической физики. 1953. Т. 23, вып. 10. С. 1751–1760.
- Прогрессивные методы химико-термической обработки / под. ред. Г.Н. Дубинина, Я.Д. Когана. М.: Машиностроение, 1979. 184 с.
- Многокомпонентные диффузионные покрытия / Л.С. Ляхович, Л.Г. Ворошнин, Г.Г. Панич, Э.Д. Щербаков. Минск: Наука и техника, 1974. 288 с.
- Процессы взаимной диффузии в сплавах / И.Б. Боровский, К.П. Гуров, И.Д. Марчукова, Ю.Э. Угасте. М.: Наука, 1973. 360 с.
- Шабурова Ю.Д., Шабурова Н.А., Пашкеев И.Ю. Распределение хрома и ванадия в диффузионном слое стали 35Х2Н3 при совместном термодиффузионном насыщении // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2022. Т. 22, № 1. С. 13–23. DOI: 10.14529/met220102
- Шлугер М.А., Ток Л.Д. Новые электролиты для покрытий хромом и его сплавами // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. 1988. Т. 32, № 3. С. 297–305.
- Дорогань Т.Е., Герасименко Д.В. Покрытия сплавами хрома с молибденом и вольфрамом для повышения износостойкости узлов машин // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. 2007. Вип. 14. С. 229–231.
- Бутуханов В.А. Комбинированное упрочнение углеродистой инструментальной стали диффузионным хромованадированием и термоциклической обработкой: дис. … канд. техн. наук. Новосибирск: ВСГУТУ, 2018. 151 с.
- Диаграммы состояния двойных металлических систем: справ.: в 3 т. / под общ. ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1997. Т. 2. 1024 с.
- Кубашевски О. Диаграммы состояния двойных систем на основе железа: пер. с англ. / под ред. Л.А. Петровой. М.: Металлургия, 1985. 184 с.
- Физическое металловедение / Я.С. Уманский, Б.Н. Финкельштейн, М.Е. Блантер и др. М.: Металлургиздат, 1955. 724 с.
- Рогельберг И.Л., Бейлин В.М. Сплавы для термопар: справ. М.: Металлургия, 1983. 360 с.
- Руденький С.Г. Вакуумно-активированное хромирование стали 20 в нанокристаллическом порошке // ФІП ФИП PSE. 2012. Т. 10, № 1. С. 29–35.
