автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Двухкомпонентное диффузионное упрочнение поверхности литых деталей машин

005006612

*

МОСОРОВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

ДВУХКОМПОНЕНТНОЕ ДИФФУЗИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Специальность 05.16.09 - «Материаловедение» (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ДЕК 2011

Барнаул-2011

005006612

Работа выполнена на кафедре «Металловедение и технологии обработки материалов» ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологии и управления» (ФГБОУ ВПО ВСГУТУ)

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, доцент Лыгденов Бурьял Дондокович доктор технических наук, профессор Марков Андрей Михайлович кандидат технических наук, доцент Кириенко Александр Михайлович Учреждение Российской академии наук «Байкальский институт природопользования СО РАН» (УРАН БИП СО РАН)

Защита состоится 22 декабря 2011 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.07 Федерального бюджетного государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова» по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46.

E-mail: berd50@.mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФБГОУ «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова».

Автореферат разослан «_» 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного совета _^__

канд. техн. наук, доцент д д Бердь1ченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Химико-термическая обработка (ХТО) является одним из эффективных и широко применяемых в промышленности методов повышения надежности и долговечности ответственных деталей машин, инструмента и технологической оснастки.

Следует отметить, что в связи с увеличивающимся дефицитом высоколегированных инструментальных материалов, жаропрочных сплавов и нержавеющих сталей роль ХТО будет с каждым годом возрастать. Это обусловлено как возможностью замены высоколегированных материалов менее дефицитными низко- и среднелегированными материалами в сочетании с ХТО, так и возможностью увеличения срока их эксплуатации за счет диффузионного насыщения различными элементами.

Широко используемая традиционная ХТО хотя и повышает износостойкость инструмента, но требует большого расхода электроэнергии в связи с длительностью высокотемпературных диффузионных процессов. Всё это приводит к повышению стоимости изделия.

Литая сталь имеет более высокое сопротивление истиранию по сравнению с деформированной, а современный технологический процесс изготовления литых деталей обеспечивает значительное повышение коэффициента использования металла и снижение трудозатрат на их изготовление по сравнению с деталями из деформированного металла. Однако использование литых деталей машин и инструмента с упрочненной поверхностью не находит достаточно широкого применения в нашей стране по следующим основным причинам:

- недостаточное знание особенностей структуры и свойств литых сталей с диффузионными упрочняющими покрытиями в их взаимосвязи с эксплуатационной стойкостью;

- отсутствие достаточных рекомендаций по составу насыщающих сред для их диффузионного упрочнения и оптимальным режимам химико-термической обработки литого инструмента.

Изыскание новых возможностей изменения комплекса физико-механических свойств металлов в заданном направлении является актуальной задачей современного материаловедения. Решение этой задачи требует совершенствования существующих и создания новых технологий в поверхностной обработке металлов. Ее решение в настоящее время связывается с интенсивным распространением наряду с другими видами ХТО, многокомпонентного диффузионного насыщения.

Исследования, проведенные Л. С. Ляховичем, Л. Г. Ворошниным, Е. И. Вельским и другими известными металловедами, показывают, что одновременное насыщение двумя и более компонентами более эффективно, чем однокомпонентное насыщение. Исследования воздействия

насыщающих сред при ХТО, проведенные С.Г. Ивановым, И.А. Гармае-вой, Е. А. Кошелевой и др., показали, что использование соединений бора с хромом в качестве добавки к карбиду бора значительно увеличивает срок службы инструмента. Борирование, хромирование, титаниро-вание и совмещенные процессы (борохромирование и боротитанирова-ние) эффективнее, чем традиционно используемые цементация, азотирование и другие, практически по всем параметрам свойств поверхностных слоев материала. Боридные слои на сталях отличаются высокой износостойкостью. Хромирование придает жаростойкость, а комплексное покрытие, помимо всего, уменьшает хрупкость боридов, предотвращая скалывание диффузионного слоя в процессе эксплуатации. Кроме того, проведение насыщения бором и хромом при совмещенном температурном режиме является наиболее эффективным методом интенсификации химического насыщения поверхности деталей при одновременном улучшении их качества. Работоспособность борохромирован-ных слоев почти в два раза выше, чем борированных.

Однако имеющиеся результаты исследований не позволяют одно- • значно трактовать процессы, происходящие при ХТО. Поэтому исследования диффузионных процессов конкретных марок сталей позволят расширить материалы для формирования общей теории процессов при ХТО. Необходимо отметить, что исходная структура стали, наличие легирующего элемента, изменение температуры насыщения на 10 - 50 °С, времени выдержки влияют на конечный результат. В этом отношении выбор сталей 25 Л, 45Л, 55Л вполне оправдан.

В силу специфики процессов, происходящих в условиях совместного воздействия различных элементов на поверхность литого сплава, при химико-термической обработке возможно изменение и кинетики, и механизмов процессов структурообразования, целенаправленное изменение комплекса свойств сплавов, а следовательно, надежности и долговечности изделий, из них изготовленных. Научные исследования и практический опыт применения многокомпонентного насыщения убеждают в его перспективности для повышения конструкционной прочности, пластичности, коррозионной стойкости, износостойкости и других физико-механических свойств литых сталей и сплавов.

Исходя из изложенного можно утверждать, что широкое промышленное внедрение, особенно новых высокоэффективных процессов химико-термической обработки, является важной народнохозяйственной задачей.

Цель работы - повышение эксплуатационной стойкости литых деталей машин и инструмента из углеродистых сталей за счет применения установленных закономерностей структурных и фазовых измене-

ний, физико-механических свойств и износостойкости сталей с градиентными структурами твёрдых диффузионных покрытий после двух-компонентного насыщения бором и хромом.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.

1. Провести анализ условий работы, выявить причины выхода из строя и выбрать способ повышения стойкости литых деталей машин и механизмов, работающих в условиях сложного износа и агрессивных сред.

2. Исследовать структуру литых сталей 25Л, 45Л, 55Л после химико-термической обработки и фазовый состав полученных диффузионных слоев на основе бора и хрома, исследовать их физико-механические свойства.

3. Изучить влияние параметров режима насыщения (состав смеси, температура процесса, длительность насыщения и т. д.) на структуру и физико-механические свойства борохромированых слоев на литых сталях. Установить зависимости, связывающие механические свойства исследуемых сталей с технологическими параметрами химико-термической обработки.

4. Изучить износостойкость диффузионных слоев в условиях абразивного износа и в процессе эксплуатации.

5. Методом планирования эксперимента создать математическую модель и оптимизировать технологические параметры. На основе изученных представлений о поведении литых сталей с двухкомпонентным диффузионным покрытием на основе бора и хрома и исходя из полученных аналитических зависимостей разработать состав насыщающей порошковой смеси для поверхностного упрочнения литых деталей из углеродистых сталей.

Для решения этих задач в работе использовались следующие экспериментальные методы: оптическая микроскопия; просвечивающая и растровая электронная микроскопия; рентгеноструктурный анализ; стандартные методы исследования физико-механических свойств, определение износостойкости и другие методы.

Научная новизна

1. Исследованы особенности фазового состава и тонкой структуры полученных диффузионных слоев после химико-термической обработки. Впервые детально изучено строение боридных слоев на литой стали 55Л и установлено, что диффузия атомов бора по границам зерен является главным механизмом борирования этой стали. Определена возможность существования недиаграммных фаз Ре8В и РеВ0 49.

2. Установлено, что эффективным способом упрочнения литых деталей машин и инструмента, приводящих к повышению износостойко-

сти, является комплексное диффузионное насыщение из порошка бором совместно с феррохромом. Важное значение имеет содержание углерода в феррохроме. Введение в насыщающую смесь для борирования литых сталей хрома в виде порошка феррохрома марки ФХ-650 ГОСТ 4757-91 размером частиц от 100 до 200 мкм обеспечивает получение диффузионного слоя толщиной 270 мкм за 3 часа при температуре 1050 °С.

3. Установлены аналитические зависимости физико-механических свойств от технологических параметров химико-термической обработки литой стали 25Л. Построены математические модели процесса двух-компонентного насыщения литой углеродистой стали бором и хромом из порошковой насыщающей смеси.

4. Разработан состав насыщающей среды для одновременного поверхностного упрочнения бором и хромом литых сталей. Оптимальный состав порошковой насыщающей смеси для комплексного насыщения бором и хромом литой стали 25Л (в мае. %): 67 % (30 % В4С + 70 % РеСг) + 30 % А1203 + 3 % КВР4.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Установленные зависимости микротвердости литых сталей с диффузионными покрытиями на основе бора и хрома (25Л, 45Л) и на основе бора (55Л) от режима насыщения (температура, время, химический состав насыщающей порошковой смеси).

2. Экспериментально полученные результаты об изменении количественного и качественного состава фаз в диффузионном слое на стали 55Л в зависимости от режима насыщения.

3. Закономерности структурных изменений в диффузионном слое при насыщении поверхности литых сталей 25Л и 45Л бором совместно с хромом из порошковой смеси.

4. Сравнительные результаты оценки износостойкости рабочих поверхностей литых стальных деталей с диффузионными покрытиями на основе бора и хрома.

Достоверность результатов работы и обоснованность выводов обеспечивается применением современных методов исследования, сопоставлением полученных результатов с литературными данными, а также успешной апробацией результатов работы в промышленности.

Значение полученных результатов для науки и практики. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена совокупность научных положений, обеспечивающих новое технологическое решение в упрочнении поверхности деталей машин и инструментальной оснастки из литых углеродистых сталей.

Совокупность экспериментальных и теоретических результатов, полученных при проведении исследований, позволяет с учетом особен-

ностей структуры литой стали определить параметры режимов химико-термической обработки деталей машин.

На основе выполненных разработок созданы, прошли натурные испытания и подтвержденные актами внедрения (испытаний) новые технологии ХТО. Результаты исследований позволили:

а) на ОАО «Заречная стройдеталь» (г. Улан-Удэ), борированием упрочнить рабочие поверхности направляющих втулок правильно-отрезного станка из стали 25JI. Износостойкость повысилась в 3 раза по сравнению с исходной сталью;

б) на ФГУП «1019 завод по ремонту ВТИ» (г. Улан-Удэ), по разработанному составу борированием упрочнить рабочие поверхности уп-лотнительного кольца из легированной стали 40ХН2МА, работающего в условиях гидроабразивного износа, по сравнению с термически обработанной сталью. Стойкость повысилась в 5 - 7 раз;

в) повысить борохромированием стойкость направляющих втулок правильно-отрезного станка из стали 45JI арматурного цеха ОАО «Заречная стройдеталь» в 4,5 раза.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на V, VI, IX-XI Международных научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития литейного, сварочного и кузнечно-штамповочного производств» 2003, 2004, 2008-2010 гг. (г. Барнаул); III научной конференции с международным участием «Современные проблемы науки и образования», Хорватия, 25.06 - 02.07 2006 г.; XII Международной научно-практической конференции студентов и молодых учёных, 26-30 марта 2006 г. (г. Томск); 9 Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе», 16 марта 2011 г. (г. Новосибирск).

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 21 печатной работе, из них три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Список основных работ приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 123 наименований и приложения, содержит 137.страниц машинописного текста, включая 21 таблицу и 45 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования; дана общая характеристика проблемы; указаны цель и задачи исследования; выделена научная новизна; показана практическая значимость исследования.

В первой главе дано описание особенностей строения и свойства сталей в литом состоянии. Часто, когда речь заходит об изготовлении

таких ответственных изделий, как, например, кузнечный инструмент, к литой стали относятся с традиционным недоверием. Представление о кованой или прокатанной стали ассоциируется с высокой прочностью и ударной вязкостью, а о литой - с наличием значительного количества дефектов, пониженной прочностью и повышенной хрупкостью. Однако отливки имеют более однородную структуру и менее выраженную анизотропию свойств, чем прокат и поковки, а литая сталь при меньшем запасе пластичности имеет повышенное сопротивление деформированию и более высокое сопротивление истиранию по сравнению с деформированной. На основе литературных данных показана целесообразность изменения режимов как предварительной, так и окончательной термической и химико-термической обработки литых сталей по сравнению с деформированными аналогичного состава.

Рассмотрены существующие виды химико-термической обработки металлов. Изучены физико-химические процессы, обеспечивающие обогащение изделия элементами из внешней среды при ХТО. Проанализированы основные методы ХТО сталей и приведена классификация ее методов и способов, а также сделан анализ внутренних процессов, происходящих при борировании.

Даны зависимости структуры, строения и состава упрочненных поверхностей от технологических параметров процессов борирования и хромирования. Проведен аналитический обзор существующих способов борохромирования. Сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе приведено описание материалов, используемых в работе, рассмотрены методические основы исследований и методы проведения экспериментов.

В качестве исследуемых материалов выбраны конструкционные стали 25Л, 45Л, '55 Л. Приведен химический состав компонентов насыщающей смеси, применяемой для диффузионного насыщения (карбид бора, оксид хрома, феррохром и др.). Процесс химико-термической обработки осуществлялся из порошковой смеси.

Металлографическое исследование проводили на оптических микроскопах: МИМ-7, №ОРНОТ-21 и электронном растровом микроскопе ВБ-ЗОО «Тез1а».

Исследования упрочненных химико-термической обработкой образцов проводились методами растровой электронной микроскопии (РЭМ); электронной дифракционной микроскопии (ПЭМ), рентгено-структурного анализа (РСА). Исследование поверхности, выполненное методом РЭМ, проведено с помощью электронного микроскопа Тез 1а В8-301. Электронно-микроскопические исследования проведены на электронном микроскопе ЭМ-125 при ускоряющем напряжении 125 кВ. Идентификация фазового состава и определение размеров и объемной доли выделений проводились по изображениям, подтвержденным микродифракционными картинами и темнопольными изображениями, полученными в соответствующих рефлексах. Съемки рентгенограмм проводились на дифрактометре ДРОН-3 в монохроматическом Ре-Ка излу-

чении с автоматической записью на диаграммную ленту; испытания на износостойкость — на машине Амслера. При испытаниях на адгезионный износ использовали диск из стали 111X15, подвергнутый закалке и низкому отпуску, с твердостью 61-62 HRC. Нагрузка на испытуемый образец при этом составляла 40 Н.

В третьей главе приведены результаты исследования диффузионных слоев углеродистых литых сталей после борирования, хромирования и борохромирования в порошковых смесях, а также влияние параметров технологического режима на физико-механические свойства диффузионных поверхностных слоев.

Полученные в результате диффузионного борирования, покрытия имеют характерное игольчатое строение. Микроструктура диффузионного борированного слоя на литой стали 55JT показана на рисунке 1. Борирование проводили в порошковой насыщающей смеси состава: карбид бора (В4С) - 97 мае. %, тетрафторборат калия (KBF4) - 3 мае. %. время насыщения 3 и 5 ч, температура 850 °С.

Влияние времени насыщения на глубину слоя показано на рисунке 1. При насыщении в течении 5 ч. наблюдается небольшое увеличение глубины диффузионного слоя, по сравнению с выдержкой в течении 3 ч.

а б

Рисунок 1 - Диффузионный слой на стали 55Л, полученный при различных режимах насыщения: а - Т=850°С, т = 3 ч., толщина слоя 65 мкм; б - Т =

850°С, т = 5 ч., толщина слоя 85 мкм Изучено влияние температуры насыщения на толщину диффузионного слоя. При том же составе и времени насыщения 3 ч. при температуре 950 °С глубина слоя составила 95 мкм, а при температуре 1000 °С - 110 мкм (рис. 2). При всех режимах микротвердость диффузионных слоев на литой стали 55Л колеблется в интервале 18500 -21000 МПа.

а б

Рисунок 2 - Микроструктура диффузионного слоя на стали 55Л: а - после борирования при 950° С, т = 3 ч, толщина слоя 95 мкм; б - после бориро-вания при 1000° С, т = 3 ч, толщина слоя 110 мкм

Толщина зоны сплошных боридов, полученная при температуре 1050° С, за 3 ч на стали 25Л - 220 мкм, на стали 45Л - 190 мкм, что подтверждает влияние углерода на глубину диффузионного слоя в углеродистых сталях (рис. 3). С увеличением содержания углерода в стали толщина слоя снижается.

б

Рисунок 3 - Микроструктура диффузионного слоя после борирования при 1050 °С, т = 3 ч: а -сталь 25Л; б - сталь 45Л

При диффузионном хромировании детали из сталей 25Л, 45Л упаковывались в тигель, заполненный порошковой насыщающей смесью следующего состава: 67 % FeCr + 30 % А1203 + 3 % KBF4.

Время насыщения 4 ч, температура 1050 °С. Микротвердость полученного слоя на стали 25Л колеблется в пределах 13000 - 18000 МПа,

на стали 45Л - 16000 - 19000 МПа, толщина диффузионного слоя на стали 25Л составляет 60 мкм, а на стали 45Л - 40 мкм. На рисунке 4 показана микроструктура диффузионного слоя после хромирования.

Рисунок 4 - Микроструктура диффузионного слоя после хромирования: а - сталь 25Л; б - сталь 45Л

При одновременном насыщении бором и хромом наблюдается увеличение толщины диффузионного слоя по сравнению с однокомпо-нентными слоями на -15%. Причем увеличение толщины диффузионного слоя зависит от природы второго насыщающего (в зависимости от способа ХТО).

Приведены данные по оптимизации процесса борохромирования. В работе была решена много факторная экспериментальная задача по поиску оптимальных.условий проведения процесса борохромирования и составления математической модели изучаемого процесса.

В результате анализа результатов предварительно проведенных экспериментов выделены следующие факторы, влияющие на толщину и микротвердость борохромированных слоев стали 25Л: время выдержки процесса, температура, состав насыщающей смеси (67 % (25 30 % В4С + 65-75 % РеСг) + 30 % А1203 + 3 % КВР4).

Области определения указанных факторов были выделены на основании предварительных исследований, при этом для такого фактора, как состав насыщающей смеси варьирование значений сводится к изменению процентного соотношения компонент. Рассматривался полнофакторный эксперимент (ПФЭ) типа 23, определена математическая полнофакторная модель при трех факторах и двух уровнях варьирования. Для толщины диффузионного борохромированного слоя она имеет следующий вид:

Y = 120,9+0,75xi+3,9x2-0,75хз+0,75х1 Х2+2,4х]Хз-0,75х2хз-

0,9X!X2X3,

где Y - толщина слоя; Xi - время выдержки при борохромировании; х2 - температура х3 - состав насыщающей смеси (соотношение карбида бора и феррохрома). Проверка математической модели проведена по критерию Фишера.

Для диффузионного борохромирования, исходя из оптимизации состава смеси и анализа исследований, были выбраны следующие компоненты: карбид бора (В4С), феррохром (ФХ), оксид алюминия (А1203), тетрафторобораткалия (KBF4). Проведены процессы борохромирования из порошковой смеси следующего оптимального состава: 67 % ( 30 % В4С + 70 % ФХ) + 30 % А1203 + 3% KBF4, при температура - 1050 °С и времени выдержки 3 ч. При одновременном насыщении бором и хромом толщина диффузионного слоя увеличивается на 10 - 12% по сравнению с борированием, при температуре 1050 °С, т = 3 ч. Толщина диффузионного слоя по сравнению с борированными слоями при борохромировании увеличиваются со 190 мкм до 220 мкм для стали 45JT, для стали 25Л - от 220 мкм до 250 мкм. При этом диффузионные слои имеют достаточно ровные по толщине и длине, ярко выраженные боридные иглы (рис. 5).

Рисунок 5 - Микроструктура диффузионного слоя после борохромирования: а - сталь 25Л; б - сталь 45Л

При одновременном насыщении поверхности различных сталей бором и хромом уменьшение микротвердости диффузионного слоя от поверхности к сердцевине имеет ступенчатый характер (рис. 6). Это связано с кинетикой диффузии бора и хрома. Лимитирующим является

скорость образования карбидов как бора, так и хрома. С увеличением содержания углерода в стали в начальный период процессов образуется большое количество карбидов, что препятствует диффузии активных атомов бора и хрома. А использование высокоуглеродистого феррохрома в качестве поставщика атомов хрома повышает микротвердость на низкоуглеродистых сталях (сталь 25Л). Повышение микротвердости объясняется образованием карбидов в поверхностных слоях при диффузионном борохромировании.

Микротвердость диффузионного слоя после борохромирования несколько ниже, чем после борирования, но износостойкость борохро-мированных слоев выше. Это объясняется лучшей сцепляемостью бо-рохромированных покрытий к основе. Также нужно учитывать более низкий коэффициент трения по сравнению с борированным слоем.

I 1 I I i I I г

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Расстояние от поверхности, мкм

-Борохромированный слой на стали 45Л

-Борохромированный слой на стали 25Л

Рисунок 6 - Распределение микротвердости диффузионного борохромированного слоя на углеродистых литых сталях

Испытания на износостойкость проводили на машине Амслера. В качестве контртела использовали диск из закаленной стали ШХ15 с твердостью 62 НЯС. Удельная нагрузка на образец при испытании на адгезионный износ составляла 40 Н. График относительной потери массы представлен на рисунке 7.

■Борохромирование сталь 25Л

-Борохромирование сталь 45Л

50 100 150 200 250 300 350 400 Время, С

Рисунок 7 - Относительная потеря массы сталей при износе Таким образом, комплексное насыщение бором и хромом позволя-

ет:

а) повысить износостойкость деталей машин и механизмов, работающих в условиях трения, за счет формирования диффузионного слоя с низким коэффициентом трения;

б) полученные диффузионные слои обладают высокой адгезией к металлической основе, что предотвращает скалывание.

Оптимальный состав и режим борохромирования из порошковой смеси:

67 % ( 30 % В4С + 70 % ФХ) + 30 % А1203 + 3% KBF4, температура -1050 °С и время выдержки 3 ч.

Четвертая глава посвящена результатам тонких методов исследований структуры и фазового состава борированного слоя на поверхности литой стали 55JI. Экспериментально наблюдаемый фазовый состав в поверхностном слое исследуемой стали 55Л, параметры фаз:

Феррит - твердый раствор на основе a-Fe. Он наблюдается как на рентгеновских дифракционных, так и на микродифракционных картинах, полученных методом электронной дифракционной микроскопии (ПЭМ);

Fe3(C,B) - борированный цементит наряду с обычным цементитом Fe3C. Эти две фазы хорошо различаются морфологически. До проникновения бора в кристаллическую решетку цементита он имеет четкую пластинчатую структуру.

Следующей фазой, наблюдаемой в большом количестве (особенно в борированном слое), является борид FeB. Он имеет вид столбчатых кристаллов, простирающихся от борированной поверхности в глубь

материала (показан на рис. 8). Кристаллы БеВ имеют неправильную форму или являются бездефектными. Данные рентгеноструктурного анализа также подтверждают присутствие боридов РеВ и Ре2В.

Рисунок 8 - Структура борированного слоя литой стали 55Л, полученная методом растровой электронной микроскопии (РЭМ) -столбчатые кристаллы борида РеВ

В небольших количествах встречаются еще недиаграммная фаза Ре8В и карбоборид Ре23(С,В)6. Борид Ре8В обнаруживается только методом ПЭМ, частицы этого борида, так же как и борида Ре2В, присутствуют на границах кристаллов борида РеВ и также имеют в основном округлую форму как показано на рисунке 9.

Таким образом; в данной главе впервые представлена тонкая структура борированного слоя на стали 55Л. Наиболее равновесная структура - это бориды железа. Они практически не напряжены и не генерируют дислокации. Поскольку бор не растворяется в кристаллической решетке а-фазы, он осаждается на дефектах кристаллического строения - дислокациях, границах зерен и может оказаться даже в вакансиях. Растворенные таким образом атомы бора создают внутренние напряжения и генерируют дислокации. Другое место локализации атомов бора - мелкие частицы карбоборидов Ре3(С,В) и Ре23(С,В)б. Рост этих частиц также создает внутренние напряжения и генерирует дислокации.

Рисунок 9 - Тонкая структура борированной стали 55Л. Изображение получено на поверхности образца (слой I): а - светлопольное изображение;

б - темнопольное изображение, полученное в совпадающих рефлексах

[ 120], + [2 П]2. в_ МИКр0дИфраКцИ0нная картина, полученная с участка (а),

содержит рефлексы, принадлежащие плоскости и Оз, где 1 -борид

РеВ, 2 - борид Ре8В, белыми стрелками на (а) отмечены частицы борида Ре8В, расположенные на границах кристаллов Ре

Пятая глава посвящена результатам промышленных испытаний, вопросам изучения структуры и свойств сталей, подвергнутых бориро-ванию, борохромированию и производственным испытаниям, внедрению в производство изделий, упрочненных по разработанным методам. Показано, что рабочие поверхности уплотнительного кольца, работающего в условиях гидроабразивного износа, после насыщения по разработанной технологии борирования повысилась в 5-7 раз (ФГУП «1019 завод по ремонту ВТИ); стойкость направляющих втулок из борированной стали 25Л увеличилась в 3 раза по сравнению с легированной сталью Х12Ф1 и стойкость направляющих втулок правильно-отрезного станка арматурного цеха ОАО «Заречная стройдеталь» из борохромиро-ванных сталей 45Л - в 4,5 раза.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Методами оптической и электронной микроскопии, а также рентгеноструктурного анализа исследованы особенности фазового состава и тонкой структуры полученных диффузионных слоев на литых сталях. Впервые детально изучено строение боридных слоев на литой стали 55Л и установлено, что диффузия атомов бора по границам зерен является главным механизмом борирования этой стали. Определена возможность существования недиаграммных фаз Ре8В и Ре2В, а точнее,

РеВо.49.

2. Установлено, что эффективным способом упрочнения литых деталей машин и инструмента из сталей с различным содержанием углерода, приводящим к повышению износостойкости, является комплексное диффузионное насыщение из порошковой смеси бора совместно с феррохромом. Введение в насыщающую смесь для борирования литых сталей хрома в виде порошка феррохрома марки ФХ - 650 ГОСТ 4757 -91 размером частиц от 100 до 200 мкм обеспечивает получение диффузионного слоя толщиной 270 мкм за 3 ч при температуре 1050 °С.

3. Установлены зависимости глубины слоя от технологических параметров комплексного борохромирования литой стали 25Л. В состав насыщающей смеси введен высокоуглеродистый феррохром. На основании полученных зависимостей определены оптимальные режимы борохромирования для литых углеродистых сталей.

4. Разработан новый состав насыщающей среды для поверхностного упрочнения литых сталей. Установлен оптимальный состав порошковой насыщающей смеси для комплексного насыщения бором и хромом:

67 % (30 % В4С + 70 % РеСг) + 30 %А1203 + 3 %КВР4.

5. Совокупность экспериментальных и теоретических результатов, полученных при проведении исследований, позволила:

- разработать способ химико-термической обработки деталей машин и инструмента из литых сталей с целью повышения его износостойкости;

- корректировать традиционные технологические процессы с целью снижения себестоимости изготовления и повышения конкурентоспособности производства.

6. Результаты исследований позволили повысить:

а) в 5-7 раз стойкость рабочей поверхности уплотнительного кольца, работающего в условиях гидроабразивного износа на заводе по ремонту военно-технических изделий (ФГУП «1019 завод по ремонту ВТИ»);

б) стойкость направляющих втулок на ОАО «Заречная стройде-таль» из борированной стали 25Л с диффузионным слоем 120 мкм, микротвёрдостью 18000-20000 МПа в 3 раза по сравнению с легированной сталью Х12Ф1.

в) стойкость направляющих втулок правильно-отрезного станка арматурного цеха ОАО «Заречная стройдеталь» из борохромированных сталей 45Л в 4,5 раза по сравнению с легированной сталью.

Основные публикации, отражающие содержание диссертационной

работы

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Химико-термическая обработка литой стали [Текст] / [A.M. Гурьев и

др.] // Ползуновский вестник. - 2005. - № 2(ч.2). - С.113-115.

2. Б.Д. Лыгденов, В.И. Мосоров, А.Ц. Мижитов. Исследование фазового

состава и дефектного состояния градиентных структур борирован-ных сталей 45 и 5ХНВ [Текст] / Вестник ВСГТУ. - 2011- № 1. - С. 25-31.

3. Упрочнение поверхностных слоев литой стали комплексным одно-

временным диффузионным насыщением [Текст] / [В. И. Мосоров и др. // Обработка металлов. - 2011. — №2. - С. 23 -26.

4. Высокоэффективный способ химико-термической обработки инстру-

ментальных сталей [Текст] / [A.M. Гурьев и др.] // Ползуновский альманах - 2004 - № 4 - С.91-93.

5. Повышение стойкости штампового инструмента химико-терми-

ческой обработкой [Текст] / [Д.М. Макаров и др.] // Проблемы развития литейного, сварочного и кузнечно-штампового производств: сб. науч. тр. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004. - С.41.

6. Особенности формирования структуры диффузионного слоя на литой

стали при химико-термической обработке [Текст] / [A.M. Гурьев и др.] // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2005. - № 1. - С.39-41.

7. Влияние дендритной структуры приповерхностной зоны литого инст-

румента на интенсификацию процессов диффузии при химико-термической обработке [Текст] /[ В.И. Мосоров и др.] // Ползуновский альманах. - 2006 - № 3 - С. 15-16.

8. Оптимизация химико-термоциклической обработки стали 55Л [Текст]

/ [Н.Ю. Малькова и др.] // Ползуновский альманах. - 2006. - № 3. -С.168-172.

9. Структура малоуглеродистой стали после борирования для деталей

машин, работающих в условиях абразивного износа [Текст] / [Б.Д. Лыгденови др.] // Проблемы механики современных машин: сб. науч. тр. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. - С.7-9.

10. Особенности формирования структуры диффузионного слоя и разработка технологии упрочнения литых инструментальных сталей с учетом дендритной ликвации [Текст] /[Б.Д. Лыгденов и др.] // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2006. -№ 3. — С.84-86.

11. Упрочнение поверхности штампов из литой стали [Текст] / [И.А. Гармаева и др.] // Современные наукоемкие технологии. - № 6. -2007. - С.44-45.

12. Кинетика роста диффузионных слоев при борировании литых сталей [Текст] / [В.И. Мосоров и др.] // Ползуновский альманах.- 2010. -№ 1. -С.30-32.

13. Исследование процесса борохромирования на стали 25Л [Текст] / [В.И. Мосоров и др.] // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - №6,- 2011. - С.80.

14. В.И. Мосоров, А.М.Гурьев, Д.С.Фильчаков. Математическое описание процесса борохромирования стали 25Л [Текст]: материалы IX Всероссийской науч.-практ. конф. «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе». - Новосибирск: Изд-во НГТУ.2011. - С.58-62.

15. В.И. Мосоров, P.C. Санжитов, С.И.Миронов Определение математической модели б орохромированного слоя [Текст]: материалы междунар. науч.-практ. конф. «Современные направления теоретических и прикладных исследования '2011». - Одесса: Черноморье. 2011. - С.41-43.

Подписано в печать 14.11.2011г. Формат 60x84 1/16. Печать ризография. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 2011- 87

Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46.

Лицензия на издательскую деятельность ЛР№ 020822 от 21.09.98 г.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основы химико-термической обработки.

1.2. Виды химико-термической обработки.

1.3. Борирование сталей.

1.4. Влияние состава стали на процесс диффузионного насыщения бором.

1.4.1. Термическая обработка борированных сталей.

1.4.2. Структура и свойства боридных слоев.

1.4.3. Взаимосвязь пластичности борированных слоев с механическими свойствами борированных сталей.

1.5. Диффузионное хромирование.

1.5.1. Многокомпонентное насыщение металлами и неметаллами.

1.5.1.1. Борохромирование.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ

МАТЕРИАЛЫ

2.1. Материалы и оборудование.

2.2. Методы исследования структуры и состава диффузионных слоев.

2.3. Методика химико-термической обработки.

2.4. Определение механических свойств.

2.5. Исследование структуры образцов.

ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ БОРОМ, ХРОМОМ И КОМПЛЕКСНОЕ

НАСЫЩЕНИЕ

3.1. Изотермическая химико-термическая обработка стали.

3.2. Насыщение поверхности сталей бором.

3.3. Насыщение сталей хромом.

3.4. Насыщение поверхности сталей бором и хромом.

3.5. Исследование и математическое описание процесса брохромирования стали 25JI.

3.6. Механические свойства борохромированных слоев.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА БОРИРОВАННОГО СЛОЯ НА ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ 55Л

4.1. Проблема фазового состава.

4.2. Методика исследования.

4.3. Экспериментально наблюдаемый фазовый состав в поверхностных слоях исследуемых сталей.

4.4. Фазовый состав и параметры структуры по глубине.

4.5. Результаты изучения фазового состава.

4.6. Дефектная структура.

Изыскание новых возможностей изменения комплекса физико-механических свойств металлов в заданном направлении является актуальной задачей современного физического металловедения. Решение этой задачи требует совершенствования существующих и создания новых методов обработки металлов.

Внедрение новых технологических процессов в промышленности в ряде случаев тормозится отсутствием материалов, способных работать в экстремальных условиях.

Для работы в сложных условиях эксплуатации применяются коррозионно-стойкие стали. Их производство и номенклатура постоянно увеличивается. Однако существующие стали не отвечают в полной мере возрастающим требованиям производства. Кроме того, коррозионно-стойкие стали являются высоколегированными, поэтому их использование должно быть экономически оправдано. В связи с этим большое внимание уделяется повышению служебных характеристик высоколегированных сталей. Но улучшение антикоррозионных свойств сталей связано с использованием дорогостоящих способов производства этих сталей. Поэтому экономически оправдана замена высоколегированных сталей на стали обыкновенного качества, подвергнутые химико-термической обработке [1, 2, 3,4].

Химико-термическая обработка (ХТО) является одним из эффективных и широко применяемых в промышленности методов повышения надежности и долговечности ответственных деталей машин, инструмента и технологической оснастки.

Цель диссертационной работы. Повышение эксплуатационной стойкости литых деталей машин и инструмента за счет применения установленных закономерностей структурных и фазовых изменений, физико-механических свойств и износостойкости сталей с градиентными структурами твёрдых диффузионных покрытий после двухкомпонентнош насыщения бором и хромом.

В работе использовались следующие экспериментальные методы: оптическая микроскопия; просвечивающая и растровая электронная микроскопия; рентгеноструктурный анализ; стандартные методы исследования физико-механических свойств и другие методы.

Научная новизна.

1. Исследованы особенности фазового состава и тонкой структуры полученных диффузионных слоев после химико-термической обработки. Впервые детально изучено строение боридных слоев на литой стали 55Л и установлено, что диффузия атомов бора по границам зерен является главным механизмом борирования этой стали. Определена возможность существования недиаграммных фаз БевВ и РеВ0.49.

2. Установлено, что эффективным способом упрочнения литых деталей машин и инструмента, приводящих к повышению износостойкости, является комплексное диффузионное насыщение из порошка бором совместно с феррохромом. Важное значение имеет содержание углерода в феррохроме. Введение в насыщающую смесь для борирования литых сталей хрома в виде порошка феррохрома марки ФХ-650 ГОСТ 4757-91 размером частиц от 100 до 200 мкм обеспечивает получение диффузионного слоя толщиной 270 мкм за 3 часа при температуре 1050 °С.

3. Установлены аналитические зависимости физико-механических свойств от технологических параметров химико-термической обработки литой стали 25Л. Построены математические модели процесса двухкомпонент-ного насыщения литой углеродистой стали бором и хромом из порошковой насыщающей смеси.

4. Разработан состав насыщающей среды для одновременного поверхностного упрочнения бором и хромом литых сталей. Оптимальный состав порошковой насыщающей смеси для комплексного насыщения бором и хромом литой стали 25Л (в мае. %): 67 % (30 % В4С + 70 % БеСг) + 30 % АЬ03 + 3 % КВР4.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Установленные зависимости микротвердости литых сталей с диффузионными покрытиями на основе бора и хрома (25Л, 45Л) и на основе бора (55Л) от режима насыщения (температура, время, химический состав насыщающей порошковой смеси).

2. Экспериментально полученные результаты об изменении количественного и качественного состава фаз в диффузионном слое на стали 55Л в зависимости от режима насыщения.

3. Закономерности структурных изменений в диффузионном слое при насыщении поверхности литых сталей 25Л и 45Л бором совместно с хромом из порошковой смеси.

4. Сравнительные результаты оценки износостойкости рабочих поверхностей литых стальных деталей с диффузионными покрытиями на основе бора и хрома.

Достоверность экспериментальных результатов и обоснованность выводов обеспечивается применением современных методов исследования, сопоставлением полученных результатов с литературными данными.

Практическая значимость работы. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена совокупность научных положений, обеспечивающих новое технологическое решение в упрочнении поверхности деталей машин и инструментальной оснастки из литых углеродистых сталей.

Совокупность экспериментальных и теоретических результатов, полученных при проведении исследований, позволяет с учетом особенностей структуры литой стали определить параметры режимов химико-термической обработки деталей машин.

На основе выполненных разработок созданы, прошли натурные испытания и подтвержденные актами внедрения (испытаний) новые технологии ХТО. Результаты исследований позволили: а) на ОАО «Заречная стройдеталь» (г. Улан-Удэ), борированием упрочнить рабочие поверхности направляющих втулок правильно-отрезного станка из стали 25Л. Износостойкость повысилась в 3 раза по сравнению с исходной сталью; б) на ФГУП «1019 завод по ремонту ВТИ» (г. Улан-Удэ), по разработанному составу борированием упрочнить рабочие поверхности уплотни-тельного кольца из легированной стали 40ХН2МА, работающего в условиях гидроабразивного износа, по сравнению с термически обработанной сталью. Стойкость повысилась в 5 — 7 раз; в) повысить борохромированием стойкость направляющих втулок правильно-отрезного станка из стали 45Л арматурного цеха ОАО «Заречная стройдеталь» в 4,5 раза.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Методами оптической и электронной микроскопии, а также рентгеноструктурного анализа исследованы особенности фазового состава и тонкой структуры полученных диффузионных слоев на литых сталях. Впервые детально изучено строение боридных слоев на литой стали 55Л и установлено, что диффузия атомов бора по границам зерен является главным механизмом борирования этой стали. Определена возможность существования не диаграммных фаз Fe8B и Fei В, а точнее, FeB0.49.

2. Установлено, что эффективным способом упрочнения литых деталей машин и инструмента из сталей с различным содержанием углерода, приводящим к повышению износостойкости, является комплексное диффузионное насыщение из порошковой смеси бора совместно с феррохромом. Введение в насыщающую смесь для борирования литых сталей хрома в виде порошка феррохрома марки ФХ - 650 ГОСТ 4757 - 91 размером частиц от 100 до 200 мкм обеспечивает получение диффузионного слоя толщиной 270 мкм за 3 ч при температуре 1050 °С.

3. Установлены зависимости глубины слоя от технологических параметров комплексного борохромирования литой стали 25Л. В состав насыщающей смеси введен высокоуглеродистый феррохром. На основании полученных зависимостей определены оптимальные режимы борохромирования для литых углеродистых сталей.

4. Разработан новый состав насыщающей среды для поверхностного упрочнения литых сталей. Установлен оптимальный состав порошковой насыщающей смеси для комплексного насыщения бором и хромом:

67 % (30 % В4С + 70 % FeCr) + 30 %А1203 + 3 %KBF4.

5. Совокупность экспериментальных и теоретических результатов, полученных при проведении исследований, позволила:

- разработать способ химико-термической обработки деталей машин и инструмента из литых сталей с целью повышения его износостойкости;

- корректировать традиционные технологические процессы с целью снижения себестоимости изготовления и повышения конкурентоспособности производства.

6. Результаты исследований позволили повысить: а) в 5-7 раз стойкость рабочей поверхности уплотнительного кольца, работающего в условиях гидроабразивного износа на заводе по ремонту военно-технических изделий (ФГУП «1019 завод по ремонту ВТИ»); б) стойкость направляющих втулок на ОАО «Заречная стройдеталь» из борированной стали 25Л с диффузионным слоем 120 мкм, микротвёрдостью 18000-20000 МПа в 3 раза по сравнению с легированной сталью Х12Ф1. в) стойкость направляющих втулок правильно-отрезного станка арматурного цеха ОАО «Заречная стройдеталь» из борохромированных сталей 45Л в 4,5 раза по сравнению с легированной сталью.

Заключение

На основании положительных результатов, полученных при выполнении данной работы, были разработаны технологии химико-термической обработок и проведены производственные испытания.

Необходимо отметить, что операции окончательной термической обработки в себестоимости любого изделия занимает около 10%. Если же изделие подвергается дополнительной химико-термической обработке, то затраты на операцию окончательной термической обработки увеличивает себестоимость изделия на 3%. Если учесть, что при этом стойкость изделия увеличивается от 1,5 до 20 раз, то экономический эффект от внедрения технологии химико -термической обработки достаточно высок, -результаты исследований позволили: а) повысить в 5-7 раз стойкость рабочей поверхности уплотнительного кольца, работающего в условиях гидроабразивного износа на заводе по ремонту военно-технических изделий (ФГУП «1019 завод по ремонту ВТИ») после борирования (см. Приложение).

Был исследован следующий режим борирования стали 40ХН2МА:

Результаты: На стали 40ХН2МА получены диффузионные слои толщиной 60 мкм, микротвердость составляет 12000 МПа. б) повысить стойкость направляющих втулок на ОАО «Заречная строй-деталь» из борированной сталей 25Л с диффузионным слоем 120 мкм, микротвёрдостью 18000-20000 МПа, в 3 раза по сравнению с легированной сталью Х12Ф1 (см. Приложение); в) повысить стойкость направляющих втулок правильно-отрезного станка арматурного цеха ОАО «Заречная стройдеталь» из борохромированных сталей 45Л в 4,5 раз (см. Приложение).

- карбид бора (В4С)

- тетрафторборат калия (КВБ4)

- температура насыщения

- время выдержки

4 часа.

5%, 950°С

95%

1. Гольдштейн, М.И. Специальные стали Текст.: учеб. для вузов/ М.И.Гольдштейн, С.В.Грачев, Ю.Г.Векслер// М.: Металлургия- М, 1985. -408с.

2. Шлямиев, А.П. Коррозионностойкие, жаростойкие и высокопрочные стали и сплавы Текст.: справ, изд./ А.П.Шлямнев, Т.В.Свистунова, О.Б.Лапшина и др.// М.: Интерметинжиниринг-М, 2000-232с.

3. Циммерман, Р. Металлургия и материаловедение Текст.: справ, изд. пер. с нем. / Р.Циммерман, К. Понтер //- М.: Металлургия, 1982. 480с.

4. Лахтии, Ю. М. Химико-термическая обработка металлов Текст. / Ю.М.Лахтин, Б.Н.Арзамасов.- М.: Металлургия, 1985. 256 е.

5. Ворошнин, Л.Г. Борирование стали Текст.: учеб.для вузов/ Л.Г.

6. Ворошнин, Л.С. Ляхович //М.: Металлургия, 1978. 239 с.

7. Ворошнин Л.Г. Многокомпонентные диффузионные покрытия -Минск: Наука и техника, 1981. 296с.

8. Ворошнин Л. Г. Борирование промышленных сталей и чугунов

9. Текст. Минск: Беларусь, 1981, 205с.

10. Гурьев, A.M. Теория и практика получения литого инструмента

11. Текст./ А. М.Гурьев, Ю. П. Хараев //- Барнаул: Россия, 2005, -222с.

12. Гурьев A.M., Евтушенко А.Т. Новые материалы и технологии длялитых штампов горячего деформирования Барнаул: Изд-во АлтГТУ,1998.-208с., ил.

13. Гурьев A.M., Козлов Э.В., Игнатенко Л.Н., Попова H.A.

14. Физические основы термоциклического борирования Барнаул: Изд-во1. АлтГТУ, 2000.-216с.

15. Гурьев, A.M. Новые материалы и технологии для литых штампов Текст./ А.М.Гурьев // Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000.-216с., ил.

16. Вельский, Е. И. Химико-термическая обработка инструментальных материалов Текст. / Е.И. Бельский, М.В. Ситкевич, Е.И. Понкратин, В.А. Стефанович Минск: Наука и техника, 1986 - 247с.

17. Борисенок, Г. В. Химико-термическая обработка металлов и сплавов Текст. / Г.В. Борисенок, JI.A. Васильев, Л.Г. Ворошнин. — М.: Металлургия, 1981. —424 е., ил.

18. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: справочник / Под ред. Л.С. Ляховича. М.: Металлургия, 1981. - 650с.

19. Евдокимов, В. Д. Технология упрочнения машиностроительных материалов Текст. / В.Д. Евдокимов, Л.П. Клименко, А.Н. Евдокимова. -Киев: Профессионал, 2006. 352с.

20. Гуляев, А. П. Металловедение Текст. / А.П. Гуляев М., Металлургия, 1986. - 648 с.

21. Котов, О. К. Поверхностное упрочнение деталей машин химико-термическими методами Текст. / O.K. Котов. -М.: Машгиз, 1961.-279 с.

22. Лахтин, Ю. М. Химико-термическая обработка металлов Текст. / Ю.М. Лахтин, Б.Н. Арзамасов. М.: Металлургия, 1985 - 256с.

23. Минкевич, А. Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов Текст. / А.Н. Минкевич. М.: Машиностроение, 1965. - 491 с.

24. Самсонов, Г.В. Тугоплавкие покрытия Текст. /Г.В.Самсонов, А.П. Эпик //- М.: Металлургия, 1976,- 559с.

25. Гринберг, Е.М. Металловедение борсодержащих конструкционных сталей Текст./Е.М. Гринберг//-М.:МИСИС, 1997. 198с.

26. Грачев, С. В. Борирование и борохромирование в виброкипящем слое Текст.: №11 / С.В.Грачев, Л.А.Мальцева, Т. В.Мальцева, А.С.Колпаков, М. Ю.Дмитриев //- МиТОМ, 1999, С

27. Забелин, С.Ф. Общие закономерности формирования цементованного слоя сталей при термоциклическом режиме насыщения Текст.: №2/ С.Ф. Забелин //- МиТОМ, 1998, С.

28. Гохштейн, А.Я. Поверхностное натяжение твердых тел и адсорбция Текст. /А.Я. Гохштейн //-М.: Наука, 1976.- 299 е., ил.

29. Кришталл, М.А. Диффузионные процессы в железных сплавах Текст./М.А. Кришталл // М.: Металлургия, 1963. - 278с

30. Баландин, Ю.А. Бороазотирование штамповых сталей в псевдоожиженном слое Текст.: №9/ Ю.А. Баландин //- МиТОМ, 2004.- С. 17-19.

31. Кришталл, М.А. Механизм диффузии в железных сплавах Текст./М.А. Кришталл // М.: Металлургия, 1972. - 400с.

32. Сыромятников, Н.И.Тепловые процессы в печах с кипящим слоем

33. Текст./ Н.И.Сыромятников, Г.К. Рубцов //- М.: Металлургия, 1968. 116с., ил.

34. Ситкевич, М.В., Совмещенные процессы химико-термической обработки с использованием обмазок/ М.В.Ситкевич, Е.И. Вельский //-Мн.: Выш. шк., 1987. 156с.: ил.

35. Гурьев, A.M. Высокоэффективный способ химико-термической обработки инструментальных сталей Текст. / А. М. Гурьев, Б.Д.Лыгденов, Н.Ю.Малькова, О.В. Шаметкина, В.И. Мосоров, А.Р. Раднаев// Ползуновский альманах. Барнаул.- 2004.- №4. С 91-93.

36. Новиков, И. И. Теория термической обработки металлов Текст. / И.И. Новиков М.: Металлургия, 1978 - 392 с.

37. Кидин, И.Н. Диффузионное хромирование стали 08кп при электронагреве в пастах Текст. / Кидин И.Н. и другие // Изв. вузов. Черная металлургия 1973.- №5- С. 133-136.

38. Байдак, Н.П. Диффузионное хромирование и титанирование в вакууме деталей сернокислого производства Текст. / Н.П. Байдак, В.Д.Фоменко, Н.С. Горбунов // В кн.: Защитные покрытия на металлах. Киев: Наукова думка.- 1979.- вып. №13, С. 62-64.

39. Бельский, Е.И. Химико-термическая обработка инструментальных материалов Текст./ Е.И.Бельский, М.В.Ситкевич, Е.И.Понкратин, В.А.Стефанович //- Мн.: Наука и техника, 1986. 247 с.

40. Смольников, Е.А. Применение борирования для повышения стойкости режущего и штампового инструмента Текст. /Е.А. Смольников, Л.М. Сарманова, Л.И. Ковалева // Сб. трудов ВНИИинструмент, -1982. С. 181 - 184.

41. Тарасов, С.Ю. Структурные особенности боридных покрытий триботехнического назначения Текст. /С.Ю. Тарасов, Г.В.Трусова, А.В.Колубаев, О.В. Сизова // МиТОМ. 1995. - №6. - С.35-38.

42. Кайдаш, Н.Г. Влияние диффузионного насыщения на жаростойкость стали Текст. /Н.Г. Кайдаш // Жаропрочность и жаростойкость металлических материалов: кн.-М.: Наука, 1976,- с. 216-220, ил.

43. Ляхович, Л. С. Жидкостное борирование предварительно никелированных сталей Текст. / Л.С. Ляхович, С.С. Брагилевская, Л.Г. Ворошнин-Докл. АН БССР, 1967,-Т. 11,-№2,-С. 162-165.

44. Загуляева С. В., Денисюк А. К., Макашова JI. С. Борирование и разгаростойкость стали и чугуна Текст. МиТОМ, №11 1999, С. 21-23.

45. Колубаев A.B., Тарасов С.Ю., Тру сова Г.В., Сизова О.В. Структура и свойства однофазных боридных покрытий // Изв. вузов. Черная металлургия. -1994. №7. - С.49-50.

46. Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем: Т.1.- М.: ГИФ-Л, 1959. 755с.

47. Диаграммы состояния двойных металлических систем. В 3-х т. Под общ. ред. академика РАН Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996. т.1.

48. Transner, N. Borieren Hinweise nicht nur fur den Praktiker / N. Borieren Transner // Der Konstrukteur. - 1986. - №6. - S.48-62.

49. Чернов, Я. Б. Особенности технологии борирования сталей в расплаве хлорида кальция Текст. / Я.Б.Чернов, А. И.Анфиногенов, И.Н. Веселов // МиТОМ.- 1999.- №12.- С.37-39.

50. Иванов, А. С. Поверхностное насыщение низкоуглеродистых мартенситных сталей бором и медью Текст. / А.С.Иванов, Д.В.Карманов, О. Н.Вдовина//МиТОМ,-1999.- №6.-С. 38-41.

51. Глухов, В.П. Боридные покрытия на железе и стали Текст./

52. B.П.Глухов //- Киев: Наукова думка, 1970. -208с., ил.

53. Кузьма, Ю.Б. Двойные и тройные системы, содержащие бор Текст. / Ю.Б Кузьма, Н.Ф. Чабан //- М.: Металлургия, 1990,- 317с.

54. Геллер Ю.А. Инструментальные стали М.: Машиностроение, 1975.-584с.

55. Мулякаев Д.М., Дубинин Г.Н, Далисов В.В. Защита металлов, 1973, №1, С. 66-70.

56. Шадричев Е.В., Иванов А.Е. Относительная износостойкость однофазных и двухфазных боридных слоев // МИТОМ. 1984. - №3.1. C.44-47.

57. Лыгденов Б.Д. Фазовые превращения в сталях с градиентными структурами, полученными химико-термической и химико-термоциклической обработкой. Дисс. Канд. Техн. Наук., Новокузнецк 2004, 226с., ил.

58. Федюкин В.К., Смагоринский М.Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин — Л.: Машиностроение. Ленинград, отд-ние. 1989.-255 с.

59. Земляков С.А. Закономерности формирования структуры и свойств инструментальных сталей для холодного деформирования в процессе циклического теплового воздействия. Дисс. Канд. Техн. Наук., Барнаул 2006,156с., ил.

60. Хараев Ю.П. Научные и технологические основы формирования структурных факторов эксплуатационной стойкости литого инструмента. Дисс. Докт. Техн. Наук, Барнаул 2006, 345с., ил.

61. Хараев Ю. П. Структура и свойства литого инструмента. Барнаул: Россия, 2004, 144с.

62. Хараев Ю.П. Термоциклическая закалка литой быстрорежущей стали. Ползуновский альманах. №4. Барнаул., 2004. С 54-55.

63. Минкевич А.Н., Андрюшечкин В.И. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. В кн.: Металловедение и термическая обработка. М., 1975, т. 9.

64. Земсков Г.В., Коган Р.Л., Шевченко И.М. и др. Поверхностное легирование стали боридо- и карбидообразугощими элементами. — В кн.:

65. Жаропрочность и жаростойкость материалов. М., Наука, 1976, с. 212-216, ил.

66. Чернега С. М. Комплексное насыщение углеродистых сталей бором и хромом в активированной среде. Известия вузов. Черная металлургия. №11 1999, С 58-60.

67. Коваленко B.C. Металлографические реактивы. Справ, изд. B.C. Коваленко 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1981. 120 с.

68. Блантер М.А., Беседин Н.П. Выявление структуры сплавов цветным травлением // Заводская лаборатория. 1954. - №4. - С.433-434.

69. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. — М.: Металлургия, 1977.-280 с.

70. Чернявский К.С. Стереология в металловедении. М.:1. Металлургия, 1977. 280 с.

71. Година Ю.В., Софрощенко А.Ф. Комбинированная химико-термическая обработка. Изв. Вузов. Сер. Черная металлургия, 1963, №2, с. 115-119, ил.

72. Лабунец В.Ф., Ворошнин Л.Г., Киндарчук М.В. Износостойкие боридные покрытия. Киев: Техника, 1989. - 158с.

73. Крукович М.Г. Пластичность борированных слоев / М.Г. Крукович, Б.А. Прусаков, И.Г. Сизов // Москва: Физматлит, 2010. 382с.

74. Гурьев А.М., Козлов Э.В., Игнатенко JI.H., Попова Н.А. Физические основы термоциклического борирования сталей. — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. 177с.

75. Диаграммы состояния двойных металлических систем.

76. Справочник. Т.1 /Под ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996. -992с.

77. Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. М.: Наука, 1977. - 236с.

78. Гуляев А.П. Металловедение М.: Металлургия, 1978. - 647с.

79. Самсонов, Г. В. Бориды Текст. / Самсонов Г.В., Серебрякова Т.П., Неронов В.А. М.: Атомиздат, 1975. - 376 с.

80. Хирш П., Хови А., Николсон Р. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов. М.: Мир, 1968. - 574с.

81. Ворошнин, Л.Г. Химико-термическая обработка металлов и сплавов с использованием паст и суспензий Текст. / Г.В. Борисёнок, Е.Ф. Керженцева // Металлургия. Мн.: БПИ.- 1976. Вып. №8. С. 21-25.

82. Кайдаш, Н.Г. Влияние диффузионного насыщения на коррозионную стойкость стали Текст. / Н.Г.Кайдаш, М.Г.Нелюб, И.В. Маркова // Защитные покрытия на металлах: кн. вып.З.-Киев: Наукова думка, 1970.- с. 248, ил.

83. Серебрякова, Т. И. Высокотемпературные бориды Текст. / Т.И. Серебрякова, Г.В. Самсонов, В.А. Неронов, П.Д. Пешев. -М.: Металлургия, 1991.-368с.

84. Иванов, С. Г. Комплексное насыщение сталей бором и хромом -борохромирование Текст. / С.Г. Иванов, A.M. Гурьев, Е.А. Кошелева, O.A. Власова, М.А. Гурьев // Ползуновский альманах. Барнаул: Изд-во АлтГТУ- 2008. №4 - С. 53-54.

85. Геллер Ю.А. Инструментальные стали Текст. / Ю.А. Геллер //- М.: Металлургия, 1983.-527 с.

86. A.c. 1019016 СССР, МКИЗ С 23 С 9/04. Состав для борирования стальных деталей.

87. A.c. 1019015 СССР, МКИЗ С 23 С 9/04. Состав для получения боридных покрытий на стальных изделиях.

88. Бондарь JI.A. Влияние термоциклирования при борировании на ударную вязкость углеродистых сталей Текст. / JI.A. Бондарь // Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Минск, 1977. - С. 185 - 186.

89. Руфанов Ю.Г. Влияние термоциклической обработки на структуру и свойства борированного слоя Текст. / Ю.Г.Руфанов, Н.Г.Бирук и др. // МиТОМ, 1983.-№2.-С. 13.

90. Пчёлкина М.А. Газовое борирование стали Текст. / М.А. Пчёлкина, Ю.М. Лахтин // МиТОМ,-1960,- № 7,- С. 163 170.

91. Баязитов М.И. Борирование в обмазках при печном нагреве Текст. / М.И. Баязитов, A.A. Алиев // МиТОМ,-1974. № 7. - С. 46-47.90. Патент № 3222228 (США)

92. Бельский В.М. А. с. 560002 (СССР) Состав для борирования в обмазках Текст. / В.М.Бельский, М.В. Ситкевич //- Оп. в Б. И-1977.-№ 20.

93. Алиев A.A. Борирование из паст на основе карбида бора Текст. / A.A. Алиев // МиТОМ.-1978.- №10. С. 62-63.

94. Просвирин В.И. Диффузионная металлизация с использованием суспензий и паст Текст. / В.И. Просвирин // МиТОМ.-1972.- №12. С. 40 -48.

95. Панин В.Е. Структурные уровни деформации твердых тел Текст. / Ю.В. Гриняев, Т.Ф. Елсукова, А.Г. Иванчин // Изв. вузов. Физика. 1982. Т.25, №6.-С. 5-27.

96. Иванов, С.Г. Диффузионное хромирование сталей из насыщающей обмазки Текст. / С.Г. Иванов, A.M. Гурьев, С.А. Земляков, Е.А. Кошелева// Ползуновский альманах №3 2006.- С. 191.

97. Иванов, С.Г. Хромирование сталей из насыщающих паст Текст. / С.Г. Иванов, A.M. Гурьев // Фундаментальные иссл-ия .- №11 2006.- С.73.

98. Guriev, А. М. Diffusion saturation of steels from coats / S.G. Ivanov, B.D. Ligdenov, O.A. Vlasova, E.A. Kocheleva, I.A. Garmaeva, A.C. Mijitov // VIII Miedzynarodowa Konferencja Naukowa. Czestochowa, 25 maja 2007. P. 141-145.

99. Ligdenov B.D., Guriev A.M., Kirienko A.M., Zemliakov S.A. New approach to tool stening development Defect structures evolution in condensed matters. V international seminar school. Book of abstracts.-ASTU. Barnaul-2000. p. 117-119.

100. Лыгденов Б. Д. Упрочнение инструментальной оснастки методами ХТО Текст. / Проблемы механики современных машин: материалы международной конференции // Улан-Удэ, изд-во Вост.-сиб.гос.техн.ун-та, 2000. -Т.З.-С.9-15.

101. Гурьев А. М. Выбор способа ХТО для литых штампов горячего деформирования Текст. / А. М. Гурьев, Б. Д. Лыгденов, Е. С. Черепанова // Сборник работ НТК. Барнаул: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та им. И.И. Ползунова, 2000. С. 41-45.

102. Гурьев, A.M. Химико-термическая обработка литой стали Текст./ A.M. Гурьев, Б.Д. Лыгденов, Д.М. Махаров, В.И. Мосоров // Ползуновский вестник. 2005. - № 2 (ч.2). - С. 113-115.

103. Лыгденов, Б.Д. Исследование фазового состава и дефектного состояния градиентных структур борированных сталей 45 и 5ХНВ Текст. / Б.Д. Лыгденов, В.И. Мосоров, А.Ц. Мижитов // Вестник ВСГТУ. -2011.- № 1.-С. 25-31.

104. Мосоров, В.И. Упрочнение поверхностных слоёв литой стали комплексным одновременным диффузионным насыщением Текст. / В. И. Мосоров, A.M. Гурьев, Б.Д. Лыгденов, Д.С.Фильчаков // Обработка металлов. 2011. - №2. - С. 23 -26.

105. Малькова, Н.Ю. Оптимизация химико-термоциклической обработки стали 55Л Текст. / Н.Ю. Малькова, A.M. Гурьев, В.А. Марков, Б.Д. Лыгденов, В.И. Мосоров // Ползуновский альманах. 2006. № 3. - С. 168-172.

106. Гармаева, И.А. Упрочнение поверхности штампов из литой стали

107. Текст. / И.А. Гармаева, В.И. Мосоров, А.Ц. Мижитов, Б.Д. Лыгденов, A.M. Гурьев // Современные наукоемкие технологии. № 6. - 2007. — С. 44-45.

108. Мосоров, В.И. Кинетика роста диффузионных слоев при борировании литых сталей Текст. / В.И. Мосоров, Б.Д. Лыгденов, А.Д. Грешилов, A.A. Долгоров // Ползуновский альманах. 2010. № 1. - С. 30-32.

109. Мосоров, В.И. Исследование процесса борохромирования на стали 25JI Текст. / В.И. Мосоров, A.M. Гурьев, Д.С.Фильчаков, Б.Д. Лыгденов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований.-№6.- 2011.-С. 80.

110. Новик Ф.С. Математические методы планирования экспериментов в металловедении. М.: МИСиС, 1971. - 228 с.

111. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента (При проведении исследований в промышленности) Москва; Лёгкая индустрия, 1974.-262 с.

112. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимального условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.Т. Грановский // Наука, 1971.-283 е.