Влияние механоактивации порошковой смеси на структуру и свойства бороалитированных малоуглеродистых сталей
- Авторы: Гуляшинов П.А.1, Мишигдоржийн У.Л.1, Улаханов Н.С.1
-
Учреждения:
- Выпуск: Том 22, № 4 (2020)
- Страницы: 151-162
- Раздел: МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
- URL: https://bakhtiniada.ru/1994-6309/article/view/302011
- DOI: https://doi.org/10.17212/1994-6309-2020-22.4-151-162
- ID: 302011
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Бороалитирование является одним из эффективных способов повышения эксплуатационных свойств (коррозионная стойкость, жаро- и износостойкость) низкоуглеродистых сталей. Твердофазные способы химико-термической обработки (ХТО) проводят из насыщающих смесей на основе порошковых материалов. Предварительная механоактивация данных порошков является одним из способов повышения свойств получаемого диффузионного слоя. Цель настоящей работы заключается в установлении влияния предварительной механоактивации порошковой смеси на структуру и свойства бороалитированного слоя на поверхности малоуглеродистых сталей. В работе рассмотрены результаты исследований по предварительной механоактивации насыщающей смеси при ХТО малоуглеродистых сталей (на примере Ст3 и 3Х2В8Ф) на основе порошкообразных карбида бора и алюминия. Показаны результаты проведенных экспериментов по предварительной механоактивации насыщающей смеси, установлена зависимость размеров частиц исходной смеси от продолжительности механоактивации. Получены образцы сталей с диффузионным слоем после ХТО. Установлено, что температура процесса оказывает значительное влияние на толщину полученных слоев. При увеличении температуры с 950 до 1050 °С на Ст3 толщина слоя возрастает с 120 до 150 мкм, на 3Х2В8Ф – с 105 до 140 мкм при времени выдержки 2 и 4 ч соответственно. Исследована микроструктура полученных образцов, показаны диаграммы распределения микротвердости от глубины диффузионных слоев. Установлено распределение Al по глубине полученного бороалитированного слоя. В качестве дополнительных исследований изучена насыщающая способность смеси после однократного применения в процессе ХТО. Результаты и обсуждения. Установлена принципиальная возможность применения механоактивации при ХТО для получения диффузионных слоев с заданными прочностными характеристиками. Увеличение продолжительности и температуры ХТО в механоактивированных смесях приводит к повышению содержания алюминия в слое.
Об авторах
П. А. Гуляшинов
Email: gulpasha@mail.ru
канд. техн. наук, Байкальский институт природопользования СО РАН, ул. Сахьяновой, 6, г. Улан-Удэ, 670047, Россия, gulpasha@mail.ru
У. Л. Мишигдоржийн
Email: undrakh@ipms.bscnet.ru
канд. техн.наук, 1. Институт физического материаловедения СО РАН, ул. Сахьяновой, 6, г. Улан-Удэ, 670047, Россия; 2. Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, ул. Ключевская, 40в, г. Улан-Удэ, 670013, Россия, undrakh@ipms.bscnet.ru
Н. С. Улаханов
Email: nulahanov@mail.ru
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, ул. Ключевская, 40в, г. Улан-Удэ, 670013, Россия, nulahanov@mail.ru
Список литературы
- Ворошнин Л.Г., Менделеева О.Л., Сметкин В.А. Теория и технология химико-термической обработки: учебное пособие. – М.: Новое знание, 2010. – 304 с.
- Kulka M. Current trends in boriding: Techniques. – Cham, Switzerland: Springer, 2019. – 282 p. – (Engineering materials).
- Atul S.C., Adalarasan R., Santhanakumar M. Study on slurry paste boronizing of 410 martensitic stainless steel using taguchi based desirability analysis (TDA) // International Journal of Manufacturing, Materials, and Mechanical Engineering. – 2015. – N 5. – P. 64–77. – doi: 10.4018/IJMMME.2015070104.
- Thermocyclic boroaluminizing of low carbon steels in pastes / U. Mishigdorzhiyn, I. Polyansky, I. Sizov, B. Vetter, A. Schlieter, S. Heinze, C. Leyens // Materials Performance and Characterization. – 2017. – Vol. 6, iss. 4. – P. 531–545. – doi: 10.1520/MPC20160082.
- Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов / отв. ред. А.С. Колосов; АН СССР, Сибирское отделение, Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья. – 2-е изд., перераб. и доп. – Новосибирск: Наука, 1986. – 303 c.
- Механокомпозиты – прекурсоры для создания материалов с новыми свойствами / А.И. Анчаров [и др.]; отв. ред. О.И. Ломовский. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. – 432 с.
- Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий / [Болдырев В.В. и др.]; отв. ред. Е.Г. Аввакумов. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. – 342 с.
- The effect of mechanical activation of metal powders on their reactivity and the properties of plasma-deposited coatings / V.A. Polyboyarov, A.E. Lapin, Z.A. Korotaeva, A. Cherepanov, O. Solonenko, N.S. Kobotaeva, Е.Е. Sirotkina, M. Korchagin // Physical Mesomechanics. – 2002. – N 5. – P. 89–94.
- Shojaie M. Mechanically activated combustion synthesis of B4C-TiB2 nanocomposite powder // Journal of Advanced Materials and Processing. – 2017. – Vol. 5, N 1. – P. 13–21.
- Self-propagating high-temperature synthesis in mechanically activated mixtures of boron carbide and titanium / M.A. Korchagin, A.I. Gavrilov, V.E. Zarko, A.B. Kiskin, Yu.V. Iordan, V.I. Trushlyakov // Combustion, Explosios, and Shock Waves. – 2017. – Vol. 53. – P. 669–677. – doi: 10.1134/S0010508217060077.
- Gaffet E., Bernard F. Mechanically activated powder metallurgy processing: a versatile way towards nanomaterials synthesis // Annales de Chimie Science des Matériaux. – 2002. – Vol. 27, iss. 6. – P. 47–59. – doi: 10.1016/S0151-9107(02)90014-0.
- Torabi O., Ebrahimi-Kahrizsangi R. Effect of the aluminum content on the mechanochemical behavior in ternary system Al-B2O3-C // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2013. – Vol. 36. – P. 90–96. – doi: 10.1016/j.ijrmhm.2012.07.006.
- Яковенко Р.В. Влияние механоактивации на структуру и свойства хромистой карбидостали с добавками карбида бора // Современные проблемы физического материаловедения. – Киев, 2015. – Вып. 24. – С. 94–99.
- Каченюк М.Н., Сметкин А.А. Эволюция структуры композиционных частиц при механоактивации порошковых смесей на основе титана, карбида кремния и углерода // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6.
- An evaluation of a borided layer formed on Ti-6Al-4V alloy by means of SMAT and low-temperature boriding / Q. Yao, J. Sun, Y. Fu, W. Tong, H. Zhang // Materials. – 2016. – Vol. 9, N 12. – P. 993. – doi: 10.3390/ma9120993.
- Sytentesis of Al-B4C composite coating on low carbon steel by mechanical alloying method / A. Canakci, F. Erdemir, T. Varol, S. Özkaya, R. Dalm?s // Usak University Journal of Material Sciences. – 2014. – Vol. 1. – P. 15–22.
- Wear resistance of HVOF sprayed coatings from mechanically activated thermally synthesized Cr3C2–Ni spray powder / H. Sarjas, K. Priit, K. Juhani, M. Viljus, V. Matikainen, P. Vuoristo // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences. – 2016. – Vol. 65, N 2. – P. 101–106. – doi: 10.3176/proc.2016.2.10.
- Production of thermal spray Cr3C2-Ni powders by mechanically activated synthesis / D. Tkachivskyi, K. Juhani, A. Surzhenkov, P. Kulu, M. Viljus, R. Traksmaa, V. Jankauskas, R. Leišys // Key Engineering Materials. – 2019. – Vol. 799. – P. 31–36. – doi: 10.4028/
- Microstructure and wear behavior of tungsten hot-work steel after boriding and boroaluminizing / U. Mishigdorzhiyn, Y. Chen, N. Ulakhanov, H. Liang // Lubricants. – 2020. – Vol. 8, iss. 3. – doi: 10.3390/lubricants8030026.
- Mishigdorzhiyn U., Sizov I. The influence of boroaluminizing temperature on microstructure and wear resistance in low-carbon steels // Materials Performance and Characterization. – 2018. – Vol. 7, N 3. – P. 252–265. – doi: 10.1520/MPC20170074.
- Jurci P., Hudáková M. Diffusion boronizing of H11 hot work tool steel // Journal of Materials Engineering and Performance. – 2011. – Vol. 20. – P. 1180–1187. – doi: 10.1007/s11665-010-9750-x.
Дополнительные файлы
