Ващук Е.С., Ионина А.В., Райков С.В., Иванов Ю.Ф., Будовских Е.А., Громов В.Е

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОГО БОРОАЛИТИРОВАНИЯ И БОРОМЕДНЕНИЯ СТАЛИ 45

Сибирский государственный индустриальный университет, Новокузнецк, Россия, [e-mail]

Электровзрывное легирование (ЭВЛ) осуществляется с целью модификации структурно-фазовых состояний и функциональных свойств поверхностных слоев металлов и сплавов. Инструментом воздействия на поверхность при ЭВЛ являются импульсные многофазные плазменные струи, формируемые из продуктов электри- ческого взрыва проводников. Обработка поверхности проводится с ее оплавлени- ем. Электронно-пучковая обработка (ЭПО) поверхности электровзрывного легиро- вания металлов и сплавов позволяет усилить свойства поверхностных слоев. Це- лью настоящей работы явилось изучение поверхностных слоев стали 45 после электровзрывного боромеднения, бороалитирования и дополнительной электрон- но-пучковой обработки.

Сканирующая электронная микроскопия показала, что электровзрывное бо- роалитирование и боромеднение сопровождается формированием на поверхности несплошного покрытия с высокоразвитым рельефом. Покрытие образовано кон- денсированными частицами, располагающимися в тылу струи и оседающими на поверхности уже после ее кристаллизации. Последующая ЭПО приводит к выгла- живанию поверхности образцов. Вместе с тем сохраняются отдельно расположен- ные островки с высокоразвитым рельефом, сформированным при ЭВЛ, по- видимому, частицами бора. Релаксация термических напряжений, возникающих в поверхностном слое стали в результате высоких скоростей нагрева и охлаждения при ЭПО, приводит к сохранению сетки микротрещин. Детальный анализ структу- ры поверхности электровзрывного бороалитирования и ЭПО выявил элементы тонкой структуры, формирующейся в результате электронно-пучковой обработки. А именно: декорирование границ зерен частицами вторых фаз. Размеры данных частиц изменяются в пределах от 250 до 500 нм. Включения второй фазы обнару- живаются и в объеме зерен. В этом случае размеры частиц изменяются в пределах 150-170 нм. Электровзрывное боромеднение и последующая ЭПО приводит к фор- мированию на поверхности структуры дендритной и ячеистой кристаллизации. С ростом qе и t среднее расстояние λ1 между ячейками и осями первого порядка ден- дритов и средний диаметр зерен D увеличиваются в 1,5–2,0 раза. С учетом ошибок измерений можно говорить о линейном характере этих зависимостей.

Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 гг. (гос. контракт № 14.740.11.0813) и грантами РФФИ (проекты № 11-02-91150-ГФЕН-а, № 11-02-12091-офи-м-2011 и № 11-08-98020-р_сибирь_а).

Дата добавления: 2017-01-14