ТЕРМОХІМІЧНЕ БОРУВАННЯ СПЛАВУ Fe–5% Cr

Анотація

Проведено борування сплаву Fe–5% Cr у порошку аморфного бору з активатором KBF₄ при температурі 850–950 °C протягом 3600–28800 с. Встановлено, що процес борування призводить до утворення на межі розділу реагентів двох боридних шарів. Зовнішній шар, що межує з бором, складається з фази FeB, а внутрішній, прилеглий до основи залізохромового сплаву, — з фази Fe₂B. Середній вміст хрому у шарі FeB становив 4,2% (мас.) (2,7% (ат.)), а в шарі Fe₂B — 4,5% (мас.) (3,5% (ат.)). Встановлено, що утворення боридних шарів є почерговим, а не одночасним. Першим утворюється і росте шар Fe₂B. Шар FeB не утворюється, поки шар Fe₂B не досягне необхідної мінімальної товщини, яка, наприклад, при 850 ºC перевищує 100 мкм. Характерною рисою обох боридних шарів є чітко виражена текстура. Дифузійна кінетика їх росту близька до параболічної x² = 2k₁t. Температурна залежність константи швидкості росту боридного шару Fe₂B в інтервалі часу реакції 3600–14400 с, коли шар сполуки FeB ще не утворився між бором і шаром Fe₂B, описується рівнянням Арреніусівського типу k₁ = 7,00 • 10^–6exp(–135,0 кДж • моль^–1/RT) м² • с^–1. Мікротвердість шару FeB становить 15,6 ГПа, шару Fe₂B — 13,0 ГПа, а основи сплаву — 0,87 ГПа. За втратою маси встановлено суху абразивну зносостійкість борованих зразків сплаву Fe–5% Cr, яка більш ніж на порядок перевищує зносостійкість їх основи. Запропоновано використовувати поверхневі боридні покриття при виробництві матеріалів, деталей і виробів функціонального призначення для поліпшення їх службових характеристик.