В работе исследовано влияние оксида церия (СеО2) в составе порошковой смеси при борировании стали Н13, на свойства диффузионного слоя и на кинетику диффузионных процессов. Режим химико-термической обработки: температура выдержки – 850 0С, 900 0С, 950 0С и 1000 0С, время выдержки – 2, 3, 4, 5 часов. Соотношение оксида церия в составе смеси варьировалось от 2% до 6% от массовой доли. Результаты исследования показывают, что введение в состав смеси оксида церия, способствует активной диффузии атомов бора, увеличивает толщину диффузионного слоя, показывает оптимальную микротвердость. Кинетический анализ диффузионных процессов показывает, что увеличение содержания редкоземельного CeO2 с 2% до 4%, уменьшает энергию активации диффузии на 16,76 кДж/моль (относительное снижение на 10,4%), при увеличении СеО2 от 4% до 6%, энергия активации диффузии изменяется очень мало (относительное снижение на 0,54%). Лучшие результаты получены при режиме: tв = 950 0С; τ = 4 часа; содержание СеО2в смеси 4%. При этом толщина диффузионного слоя достигает 71 мкм, а микротвердость на глубине 70 мкм, достигает 1546 HV.
В настоящей работе рассмотрен процесс формирования боридного слоя на стали 45, с предварительно нанесенной медной подложкой. Медная подложка наносилась на одну из сторон образца. Медное покрытие наносили на установке магнетронного распыления. Толщина покрытия составила 2,4 мкм. В качестве катода использовали мишень из меди чистотой 99,99 производства TORUS. Толщину покрытия и скорость его роста оценивали встроенным ультразвуковым толщиномером. Таким образом, влияние медной подложки на механизм формирования диффузионного боридного слоя будет очевидным. Исследования показали, что микротвердость диффузионного слоя, полученного без медной подложки, соответствует стандартным значениям. А микротвердость диффузионного слоя, полученного с предварительно нанесенной медной подложкой на поверхности имеет меньшую микротвердость и максимума достигает в нижней части боридных игл. В процессе нагрева до температуры химикотермической обработки образуется жидкометаллическая фаза, которая способствует образованию аморфной фазы, что в свою очередь приводит к ускоренной диффузии атомов бора, меди. аморфная фаза может образоваться лишь в динамике процесса при повышенных температурах. Эта фаза метастабильна, ее появление во многом обусловлено неравновесным термодинамическим составом в неоднородном твердом растворе Fe B C. Такие состояния возникают в ходе диффузионного процесса при быстром подводе атомов бора и углерода по каналам диффузии, главным из которых является диффузия по границам зерен, образовавшихся при борировании.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.