Поверхневе двошарове зміцнення сталі при послідовному насиченні вуглецем та бором в порошкових макро- та нанодисперсних середовищах

Анотація

Метою роботи є зміцнення поверхневих шарів сталей методами ХТО в порошкових макро- та нанодисперсних середовищах. Для досягнення мети необхідно вирішити наступні завдання: розробити методи ХТО у нових порошкових середовищах; встановити оптимальні режими; розрахувати ефективні коефіцієнти дифузії насичувальних елементів в сталях. В роботі використані оптична та електронна мікроскопія; вимірювання мікротвердості, обробка результатів статистичними методами. Поверхневе двошарове зміцнення сталі 38Х2МЮА при  послідовну насиченні атомарним вуглецем (при цементації) та атомарним бором (при пічному боруванні) при різних температурах, дозволило сформувати боридний шар з перехідною зоною. Отримана перехідна зона дозволяє підвищити експлуатаційні властивості деталей машин та інструменту за рахунок зменшення мікрокрихкості дифузійного шару. Обрано оптимальний режим комплексної ХТО, який включає цементацію при 950 °С протягом 2 годин, борування при 950 °С протягом 2 годин для отримання найбільшої поверхневої твердості 22 ГПа з максимальним загальним дифузійним шаром 1,4 мм. Отримано математичні моделі формування дифузійних шарів та зміну коефіцієнту дифузії бору після комплексного насичення атомарним вуглецем та бором, які дозволяють прогнозувати необхідні властивості поверхневих шарів легованої сталі від температури ХТО.