Comparative study of saturating power boriding media of different composition

Abstract

Boriding abilities of boriding media based on boron carbide, amorphous boron and mixtures for a simultaneous saturation by boron, chromium and titanium have been compared. As an object of study boride coatings on carbon steels 45 and U8A have been chosen. Borating was done from powder mixtures in a chamber furnace of SNOL type. The microstructure and thickness of the diffusion coatings were studied on cross microsections by means of optical microscopy. The boride phases were identified by «color etching» and by X-ray diffraction. It is shown that during simultaneous saturation of carbon steels with boron, chromium and titanium the diffusion processes occur much more intensively. Addition of carbide-forming elements such as chromium and titanium into a boriding mixture results in a significant acceleration of boron diffusion in carbon steels 45 and U8A. During a simultaneous multicomponent saturation with boron, titanium and chromium the rate of diffusion layer formation on carbon steels is higher than under one-component boriding. In the case of a multicomponent saturation by boron along with strong carbide-forming elements (chromium and titanium), an increase of the carbon content of carbon steel under saturation from 0.45 to 0.8 wt.% has little effect on the formation of a diffusion layer. While in the case of one-component boriding the carbon content of the steel significantly affects both the thickness and microstructure of a boride coating, during a simultaneous saturation with boron, titanium and chromium the carbon content of the steel has practically no effect on the diffusion coating thickness. Проведено сравнение борирующей способности насыщающих сред для борирования на основе карбида бора и аморфного бора, а также смеси для одновременного насыщения бором, хромом и титаном. В качестве объекта из-учения были выбраны боридные покрытия на углеродистых сталях 45 и У8А. Борирование производили из порош-ковых смесей в камерной печи типа СНОЛ. Исследование микроструктуры и толщины диффузионных покрытий производили на поперечных микрошлифах при помощи оптической микроскопии. Идентификацию боридных фаз производили методом "цветного травления" и при помощи рентгеновской дифрактометрии. Показано, что при од-новременном насыщении бором, хромом и титаном углеродистых сталей, диффузионные процессы протекают значительно интенсивнее. Введение в состав борирующей смеси карбидообразующих элементов -хрома и тита-на способствует значительному ускорению процессов диффузии бора в углеродистых сталях 45 и У8А. При одно-временном многокомпонентном насыщении бором, хромом и титаном скорость образования диффузионного слоя на углеродистых сталях выше, чем при борировании. В случае многокомпонентного насыщения бором совместно с сильными карбидообразующими элементами (хром и титан) увеличение содержания углерода в насыщаемой уг-леродистой стали от 0,45 до 0,8 мас.% оказывает слабое влияние на процесс образования диффузионного слоя. Если при однокомпонентном борировании содержание углерода в стали значительно влияет как на толщину,...

Complex Saturation of Titanium Alloys with Boron, Chromium and Titanium

“…For heating the containers, a SNOL-type chamber furnace equipped with a Termodat-16E3 PID controller was used. All samples were packed in individual saturating containers, so that the sample itself did not come into direct contact with the saturating medium [5][6][7][8][9][10][11][12][13][14], but was located at a certain distance from its surface and were simultaneously loaded into a furnace pre-heated to 950 ° C and were soaked for 1.5 h after the samples attained the temperature of 950 °C. The samples were Grade 2 titanium plates with dimensions of 50 x 4 x 1 mm.…”

Corrosion resistance evaluation of boron-carbon coating on ASTM A-36 steel

“…In this regard, several thermochemical treatments have been proposed to enhance the mechanical properties of material surfaces subject to wear and corrosion. The improved hardness has been obtained by coating the metal using processes such as boriding [1][2][3][4]. In recent years, other alternatives such as the duplex coating [5,6], and more particularly the combined surface hardening with boron and carbon [6,7], appeared to be an excellent option for surface hardening.…”

Формирование Диффузионного Слоя На Стали 45 При Одновременном Насыщении Бором, Хромом И Титаном

“…Естественным выходом из этой ситуации является получение комплексных диффузионных покрытий путем одновременного или последовательного насыщения бором и, например, хромом и титаном. Диффузионные боридные покрытия, содержащие хром и / или титан, имеют более высокие показатели твердости, пластичности и коррозионной стойкости [1][2][3][4][5][6][7]. И, следовательно, многокомпонентные покрытия будут повышать ресурс работы упрочненных деталей в большей степени по сравнению с однокомпонентными покрытиями.…”