автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Фазовый состав и кинетика формирования диффузионных слоев при борировании сталей

На правах рукописи

ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И КИНЕТИКА ФОРМИРОВАНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ СЛОЕВ ПРИ БОРИРОВАНИИ СТАЛЕЙ

05.02.01 - материаловедение (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2008

003453053

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И. И.Ползунова» (АлтГТУ)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Гурьев Алексей Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ситников Александр Андреевич

кандидат технических наук, доцент Кириенко Александр Михаилович

Ведущее предприятие:

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет», г.Новокузнецк

Защита состоится 11 декабря 2008 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.07 ГОУ ВПО «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 Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова».

Автореферат разослан ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, дс г А. А. Бердыченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Аю-уалыюсть темы. В настоящее время в машиностроении широко распространены различные методы поверхностного упрочнения деталей. Одним из основных и широко известных способов упрочнения поверхности стальных изделий является химико-термическая обработка (ХТО). Этот вид упрочнения существенно изменяет физико-механические свойства, структуру и напряженное состояние сталей. Химико-термической обработкой можно придать такой комплекс эксплуатационных свойств, достижения которого объемным легированием или невозможно или экономически невыгодно. Знание закономерностей диффузионных процессов ХТО позволит существенно повысить эффективность поиска оптимальной технологии. К наиболее перспективным методам ХТО относится борирование. Борированный слой отличается высокой твердостью и износостойкостью. Совершенно очевидно, что в проблеме борирования остается много нерешенных вопросов. Проведение исследований по изучению тонкой структуры упрочненных поверхностей позволят детально изучить кинетику образования борированного слоя и выявить механизм его формирования, а это даст возможность прогнозировать состав, структуру и толщину, а, следовательно, и свойства диффузионного покрытия. Физико-механические свойства диффузионных покрытий во многом зависят от содержания углерода и легирующих элементов находящегося в насыщаемом металле, от способа упрочнения, от температуры и времени насыщения и других технологических факторов. Знание особенностей процессов структурообразования позволит воздействовать на механизм, управлять кинетикой процесса насыщения и получать поверхностные слои с заданными составом, строением и свойствами, что позволит улучшить эксплуатационные характеристики изделий машиностроительного комплекса.

Цель диссертационной работы. Повышение работоспособности деталей машин и инструмента за счет изучение фазовых изменений, кинетики процесса, физических и механических свойств диффузионных слоев при бо-рировании сталей.

В соответствии с целью исследования были поставлены и решены следующие задачи:

1. Определить состав, толщину и микротвердость диффузионных слоев при борировании сталей в зависимости от различных температурно-временных циклов.

2. Исследовать кинетику формирования диффузионных слоев при комплексном насыщении бором и титаном.

3. Установить зависимости, связывающие физико-механические свойства сталей с технологическими параметрами химико-термической обработки и построить математическую модель процесса, связывающую параметр от

мизации со значимыми эффектами.

4. Исследовать фазовый состав и тонкую структуру борированного слоя на поверхности сталей.

5. По результатам проведенных исследований рекомендовать наиболее оптимальные режимы химико-термической обработки и провести производственные испытания упрочненных деталей машин и инструмента.

Научная новизна работы.

Установлена кинетика процесса и механизмы формирования диффузионных слоев при комплексном насыщении бором и титаном. Здесь имеет место распределение диффузионной активности бора и титана по времени, что способствует образованию слоистой структуры.

Определены фазы, наблюдаемые на различных глубинах и изменение фазового состава, определены количественные параметры структуры сталей 45 и 5ХНВ после борирования.

Установлены зависимости в виде математической модели, связывающей физико-механические свойства стали (микротвердость и толщина диффузионного слоя) с технологическими параметрами химико-термической обработки (состав насыщающей смеси, исходное состояние стали, размер зерна, температура и время насыщения, степень предварительной деформации, содержание углерода и легирующих элементов).

Выполнен детальный фазовый и структурный анализ на макро-, мезо- и микроуровнях. Детально изучено зональное строение карбоборированных слоев, полученных при борировании сталей и выявлена физическая причина образования такой структуры. Показано, что независимо от их химического состава структура упрочненной поверхности состоит из 4 слоев:

-первый слой почти полностью состоит из борида железа РеВ. В небольших количествах присутствуют бориды Не2В;

-во втором слое бориды железа не занимают весь объем. Наряду с ними присутствует а-фаза и карбобориды Без(С,В) и Ре2з(С,В)6;

-третий слой содержит остатки боридов железа. Бор в этом слое расположен, в основном, в карбоборидах;

-четвертый слой сохраняет исходную структуру стали.

Практическая значимость работы состоит в том, что проведенные исследования тонкой структуры борированных сталей дают более полное представление о процессах, происходящих в стали во время диффузионного насыщения бором. Знание закономерностей диффузионных процессов позволит существенно повысить эффективность методов химико-термической обработки, что, в свою очередь, позволит оптимизировать потребительские свойства сталей и увеличить срок службы деталей машин, механизмов и металлообрабатывающего инструмента. В промышленных условиях были опробованы разработанные способы химико-термической обработки сталей. При борировании рабочей поверхности уплотнительного кольца из стали 40ХН2МА микротвердость упрочненного слоя составила 18000-20000 МПа, а стойкость по-

высилась в 5-7 раз. При проведении испытаний борированной матрицы штампа для высадки головок болтов из стали 5ХНВ было показано, что их стойкость повысилась в 2,5 раза. Данная технология позволяет повышать износостойкость изделий без применения специального, сложного оборудования.

Достоверность результатов и обоснованность выводов обеспечивается применением современных методов исследования в материаловедении, необходимым и достаточным количеством экспериментального материала для корректной статистической обработки, сопоставлением полученных результатов с данными других авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Данные, полученные в результате экспериментов, об изменении количественного и качественного состава фаз в диффузионном слое в зависимости от режима насыщения сталей бором.

2. Закономерности структурных изменений, наблюдаемые при формировании диффузионных покрытий на сталях при борировании и боротитанировании.

3. Математическая модель, связывающая параметры диффузионного процесса насыщения (длительность насыщения, температура процесса, состав смеси) с твердостью боридного слоя.

4. Сравнительные результаты оценки износостойкости различных сталей, с диффузионными покрытиями на основе бора.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: IX Международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» (Барнаул, 2006); Международной научной школе конференции «Фундаментальное и прикладное материаловедение» (Барнаул, 2007); XVII Петербургских чтениях по проблемам прочности, посвященных 90-летию со дня рождения профессора А.Н. Орлова (Санкт-Петербург, 10-12 апреля 2007); VIII Miedzynarodowa Konferencja naukowa, Czestocowa (Польша, 2007); III международной конференции «Современные материалы и технические решения» (Италия, о.Сицилия, 2007); Международной научной конференции «Перспективы развития вузовской науки» (Сочи, 20-23 сентября 2007); Международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур» (Барнаул, 2008); IV-й Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур ПРОСТ-2008» (Москва, МИСиС, 8-10 апреля 2008).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 17 печатных работах, из них две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Crpyicrypa и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 126 наименований и приложения, содержит 136 страниц машинописного текста, включая 25 таблиц и 56 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, дана характеристика изученности проблемы, определены цель и задачи исследования, выделена научная новизна, показана практическая значимость исследования.

В первой главе на основе литературных данных выполнен анализ существующих видов химико-термической обработки. Рассмотрены физические основы процесса ХТО. Приведено систематизированное и более полное представление о процессе борирования сталей. Даны зависимости структуры, строения и состава упрочненных поверхностей от технологических параметров процесса борирования. Подробно рассмотрено и изучено влияние углерода и легирущих элементов на фазовый состав и кинетику формирования различных диффузионных слоев. Сформулированы цель и задачи исследования.

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

Исследования механизма и кинетики формирования диффузионных слоев были выполнены на сталях У8,45, 5ХНВ, 40ХН2МА, Н18К8М5Т.

Процесс химико-термической обработки осуществлялся в порошковых смесях, в контейнерах из жаропрочной стали, герметизированной затвором, состоящим из прослойки асбеста, кварцевого песка и плавкого компонента.

После проведения процессов диффузионного насыщения изучали структуру, фазовый и химический состав боридных слоев следующими методами: металлографическим и микрорентгеноспектральным, рентгеноструктурным.

Металлографическое исследование проводили на оптических микроскопах: МИМ-7, МИМ-10, №орЬо1-32 и электронном растровом микроскопе ВБ-ЗОО «Тез1а».

Для просмотра в оптическом микроскопе шлифы готовились методами химического и электрохимического травления. С помощью растрового микроскопа был проведен фрактографический анализ поверхности разрушения и состояние изношенной поверхности.

Микрорентгеноспектральный анализ проводили для определения состава диффузионных слоев с помощью микроанализатора «КАМЕКА М8-46».

Рентгеноструктурный фазовый анализ осуществляли на дифрактометре ДРОН-3.

Дюрометрические исследования осуществляли на приборе ПМТ-3 по ГОСТ 9450-76.

Механические свойства (прочность, пластичность, ударная вязкость) определяли по стандартным методикам.

При проведении исследований были использованы математические методы планирования эксперимента. В данной работе для отсеивания небольшого числа значимых эффектов при исследовании процесса борирования стали предлагается метод случайного баланса. Цель метода - в результате небольшого числа экспериментов построить диаграмму рангов и выделить наиболее сильно влияющие факторы и их взаимодействия.

При исследовании процесса борирования изучали влияние следующих факторов:

X) - содержание элемента насыщающей смеси (карбида бора), %;

Хг- сумма легирующих элементов, %;

Хз — исходное состояние поверхности стали (шероховатость), мкм;

Х4- длительность борирования, час;

Х5- размер зерна, балл;

Х6 - температура, "С;

Х7- степень предварительной деформации, %;

Х8- содержание углерода в стали, %.

Метод случайного баланса состоит из последовательного выполнения ряда этапов: 1. Установление уровней варьирования факторов и составление матрицы планирования. 2. Проведение эксперимента. 3. Построение диаграмм рассеяния, расчет эффектов и проверка их статистической значимости. 4. Снятие эффектов - корректировка результатов наблюдений. 5. Выделение факторов. 6. Приближенная оценка коэффициентов регрессии и интерпретация результатов

Далее рассматривался полный факторный эксперимент типа 23, где число факторов к = 3, число уровней р = 2. В качестве факторов оптимизации были выбраны более значимые факторы из модели, полученной методом случайного баланса в предыдущем эксперименте (температура насыщения и длительность обработки).

Уравнение математической модели имеет вид:

У, = 13750+3250х,+2750x2+ 1250x^2.

По результатам эксперимента было выявлено, что независимо от состава стали основными факторами, влияющими на образование качественного диффузионного слоя являются температура упрочнения и длительность обработки. Эти факторы оказывают наибольшее влияние на толщину боридного слоя и его микротвердость, а увеличение содержания углерода и легирующих элементов препятствует процессу насыщения, т.е. снижает толщину слоя.

В третьей главе приведены результаты исследования механизма и кинетики формирования диффузионных покрытий на сталях 08кп, 45, 5ХНВ, 40ХН2МА, 12Х18Н10Т, У8. Выбран оптимальный состав насыщающей порошковой смеси.

Получающиеся в результате насыщения бором покрытия имеют характерное игольчатое строение (рис. 1) Борирование проводили в порошковой смеси состоящей из карбид бора (В4С) - 95 % и тетрафторбората калия (КВР4) - 5 % при температуре насыщения - 950°С и выдержке 4 часа. Структура, формирующаяся при борировании сталей, существенно зависит от содержания углерода, находящегося в насыщаемом металле. По мере увеличения содержания углерода в стали скорость роста игл уменьшается и происходит сглаживание фронта боридного слоя. Кроме того, структура и толщина наружных боридных слоев зависит от состава насыщающей среды и температуры процесса.

В зависимости от температуры борирования углерод:

а) либо успевает продиффундировать вглубь металла;

б) либо скапливается между зубьями боридов и в их основании, образуя фазу, которую называют борным цементитом -Ре3(В,С).

В случае (а) при охлаждении под боридным слоем формируется перлитная структура, а в случае (б) - борный цементит и перлит в соотношении, которое определяется концентрацией углерода, вытесненного бором. В результате получается сложная структура поверхностного слоя, состоящая из разных фаз. А именно: для случая (а) это - борид и перлит, для случая (б) -борид, бороцементит и перлит.

а б

Рисунок 1 - Микроструктура боридных слоев: а) сталь 45; б) 5ХНВ (цена деления масштабной линейки 10 мкм)

С ростом концентрации углерода в стали, доля перлитной составляющей возрастает.

Дюрометрические исследования показывают (рис.2), что борирование стали 45 возможно при более низкой температуре (850 °С) без существенного снижения микротвердости боридного слоя. Микротвердость слоя на стали 5ХНВ при понижении температуры до 850 °С, значительно снижается (с 28000 до 15000 МПа).

Здесь же представлены результаты исследования по комплексному насыщению бором и титаном (боротитанирование). В качестве диффузантсо-держащего компонента использованы В4С (карбид бора) и предварительно восстановленная Ti20 (оксид титана).

30000

25000

5000

| 20000

? 15000

о |

10000

5ХНВ(950)

I--45(950)

-5ХНВ(850)

— - 45(850)

30

Глубина слоя Ь, мкм

Рисунок 2 - Микротвердость диффузионного слоя в зависимости от расстояния до поверхности

Полученные результаты свидетельствуют о сложной кинетике процессов происходящих при комплексном насыщении бором и титаном. Диффузионные слои в зависимости от содержания углерода и легирующих элементов имеют весьма неоднозначный характер (рис. 3-5).

Рисунок 3 - Микроструктура диффузионного слоя на стали 45 при боротитанировании

Рисунок 4 - Микроструктура диффузионного слоя на стали 12Х18Н10Т при боротитанировании

Рисунок 5 - Микроструктура диффузионного слоя на стали 40ХН2МА при боротитанировании

Очевидно образование слоистой структуры диффузионного слоя - это следствие химической активности диффундирующих элементов - бора и титана. Образование такой структуры напрямую связано с содержанием углерода. Чем больше содержание углерода в стали, тем активнее образование химических соединений на основе бора в начальные периоды диффузионных процессов. В дальнейшем идут процессы формирования соединений на основе титана.

Установлено, что независимо от содержания углерода и легирующих элементов в стали возможно получение износостойких диффузионных слоев. На малоуглеродистой стали Н18К8М5Т, значения микротвердости достигают 17000 МПа.

Таким образом показано, что комплексное (одновременное) насыщение бором и титаном на основе карбида бора и оксида титана является перспективным методом повышения эксплуатационных свойств поверхности деталей машин. Комплексные диффузионные слои особенно актуальны для поверхности деталей, работающих в условиях гидроабразивного износа. Износостойкость возрастает до 7 раз, вследствие изменения коэффициента трения.

При этом особую роль играет мягкая сердцевина диффузионного слоя, способствующая притирке сопряженных рабочих поверхностей.

В четвертой главе приведены результаты изучения тонкой структуры и фазового состава борированного слоя на поверхности стали 5ХНВ (рис. 6, 8) и стали 45 (рис. 7).

Поверхностная структура в исследуемых сталях фактически формируется тремя химическими элементами: железом, бором и углеродом. Железо является основным элементом, бор - основным легирующим элементом на поверхности, углерод присутствует в количестве, введенном в стали.

Детально исследована структура борированных слоев, их фазовый состав и плотность дефектов. Показано, что вне зависимости от типа стали формируется 4 слоя. Первый слой почти полностью состоит из борида железа Ре В. В небольших количествах присутствуют бориды БегВ и в отдельных случаях Ре8В. Во втором слое бориды железа не занимают весь объем. Наряду с ними присутствует а-фаза и карбобориды Ре3(С,В) и Ре2з(С,В)6. Третий слой содержит остатки боридов железа. Бор в этом слое расположен, в основном, в карбоборидах. Четвертый слой сохраняет исходную структуру.

50 мкм

& '¡V

Рисунок 6 - Структура борированной стали 5ХНВ, полученная методом РЭМ (борированный слой указан стрелкой)

Рисунок 7 - Тонкая структура борированной стали 45. Изображение получено на поверхности образца (слой I): а - светлопольное изображение; б -темнопольное изображение, полученное в совпадающих рефлексах [221]3 + [130],_2; в - микродифракционная картина, полученная с участка

(а), содержит рефлексы, принадлежащие плоскостям (931),, (б2Т)3 и (134),.

где I и 2 - борид БеВ, 3 - борид Ре8В. Белой стрелкой на (б) отмечена частица борида Ре2В

В результате проведенных исследований установлено следующее:

1. В любой точке образца присутствуют зерна феррита разной степени легированности.

2. Присутствует пластинчатый перлит в виде зерен или прослоек по границам зерен феррита.

3. Карбоцементит (борный цементит) Ре3(С,В), в котором часть углерода замещена бором, присутствует в основном в переходной зоне.

4. Карбоборид Ре23(С,В)6 располагается в теле зерна феррита на дислокациях.

5. Карбид бора В4С присутствует в стали только на поверхности диффузионного слоя.

6. Борид железа Ре2В - присутствует в поверхностном слое в виде игл направленных острием вглубь металла (см. рисунок 1).

7. Бориды железа РеВ - присутствуют в внутри боридного слоя в виде частиц округлой формы.

0.5 мкм

Рисунок 8 - Дислокационная структура в борированной стали 5ХНВ на разных расстояниях от поверхности борирования: а - 60 мкм; 6-80 мкм; в -150 мкм; г - 820 мкм (а, б - слой I, в - слой II)

~П-1-

I П Ш IV

Рисунок 9 - Изменение концентрации бора (Св) и скалярной плотности дислокаций (р) по мере удаления от борированной поверхности (X) стали 45

Также, детально исследован фазовый состав и дефектное строение слоев I - IV. Установлено, что, во-первых, по мере удаления от поверхности борирова-ния концентрация атомов бора уменьшается, в то время как плотность дефектов кристаллической решетки возрастает. Это связано с удалением от равновесной структуры по мере удаления от борированной поверхности.

В пятой главе приведены результаты практического применения разработанных способов упрочнения поверхностей. На основе выполненных разработок и ряда инженерно-технических решений прошли натурные испытания и нашли применение следующие востребованные производством и подтвержденные актами внедрения (испытаний) новые технологии ХТО:

-при проведении испытаний деталей штампа по вырубке шайб из стали 5ХНВ, упрочненных борированием стойкость возросла в 2,5 раза по сравнению с деталями без упрочнения.(ЗАО «Улан-Удэстальмост»)

-по результатам испытаний матрицы штампа для высадки головок болтов были сделаны следующие выводы: стойкость борированных матриц из стали 5ХНВ в 2,5 раза выше по сравнению с матрицами без обработки.(ОАО «Локомотиво-вагоноремонтный завод» г. Улан-Удэ)

-при упрочнении рабочей поверхности уплотнительного кольца из стали 40ХН2МА, работающего в условиях гидроабразивного износа были получены диффузионные слои толщиной 75мкм. с микротвердостью 18000-20000 МПа. При этом стойкость повысилась в 5-7раз (ФГУП «Завод по ремонту военно-технических изделий»).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 .Определение состава, толщины и микротвердости диффузионных слоев при борировании сталей в зависимости от различных температурно-временных циклов позволило установить зависимости, связывающие физико-механические свойства с технологическими параметрами борирования и построить математическую модель процесса, связывающую параметры оптимизации (состав, время, температура) с микротвердостью упрочненного слоя.

2. Детальное изучение тонкой структуры и фазового состава борированных сталей показало, что независимо от их химического состава структура упрочненной поверхности состоит из 4 слоев:

-первый слой почти полностью состоит из борида железа РеВ. В небольших количествах присутствуют бориды Ре2В

-во втором слое бориды железа не занимают весь объем. Наряду с ними присутствует а-фаза и карбобориды РеЗ(С,В) и Ре23(С,В)6

-третий слой содержит остатки боридов железа. Бор в этом слое расположен, в основном, в карбоборидах.

-четвертый слой сохраняет исходную структуру стали. При диффузионном насыщении бором, в структуре сталей образуются бориды железа, обладающие высокой твердостью, что способствует повышению износостойкости и теплостойкости изделий, эксплуатируемых в различных условиях.

3. Изучение кинетики формирования диффузионных слоев показало, что комплексное насыщение бором и титаном является перспективным методом

повышения эксплуатационных свойств, особенно для поверхностей деталей, работающих в условиях гидроабразивного износа. При этом особую роль играет мягкая сердцевина диффузионного слоя, способствующая притирке сопряженных рабочих поверхностей.

4. Проведены производственные испытания и внедрены в производство детали машин и инструмент, подвергнутые ХТО по разработанным режимам. Испытания показали, что стойкость борированных матриц для высадки головок болтов и деталей штампа по вырубке шайб из стали 5ХНВ повысилась в 2,5 раза, а стойкость боротитанированных уплотнительных колец из стали 40ХН2МА, работающих в условиях гидроабразивного износа повысилась в 5-7раз.

Основные результаты опубликованы в работах:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Гурьев, А. М. Влияние параметров борохромирования на структуру стали и физико-механические свойства диффузионного слоя [Текст] / А. М. Гурьев, С. Г. Иванов, Б. Д. Лыгденов, О. А. Власова, Е. А Кошелева, М. А. Гурьев, И. А. Гармаева // Ползуновский Вестник - 2007.-№3.- С. 28-34.

2. Гурьев, А. М. Фазовый состав и механизм образования диффузионного слоя при борировании сталей в условиях циклического теплового воздействия [Текст] / Б. Д. Лыгденов, O.A. Власова, С. Г. Иванов, Э. В. Козлов, И. А. Гармаева // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2008.- №1. - С. 20-27.

Статьи, отражающие основное содержание работы

3. Гурьев, А. М. Поиск оптимальных условий химико-термоциклической обработки литой стали методом математического моделирования [Текст] / А. М. Гурьев, Н. Ю. Малькова, Е. В. Черных, Б. Д. Лыгденов, А. Ц. Мижитов, И, А. Гармаева // Фундаментальные проблемы современного материаловедения,-2006.-№ 3. - С. 26-31.

4. Лыгденов, Б. Д. Особенности формирования структуры диффузионного слоя и разработка технологии упрочнения литых инструментальных сталей с учетом дендритной ликвации [Текст] / Б. Д. Лыгденов, А. М. Гурьев, И. А. Гармаева, А. Ц. Мижитов, В. И. Мосоров // Фундаментальные проблемы современного материаловедения.- 2006. - № 3.- С. 84-86.

5. Гурьев, А. М. Повышение прочности инструментальных сталей методом термоциклического борирования. [Текст] / А. М. Гурьев, О. А. Власова, Б. Д. Лыгденов, С. Г. Иванов, И. А. Гармаева, А. Ц. Мижитов // XVII Петербургские чтения по проблемам прочности. Санкт-Петербург, 10-12 апреля 2007 г.: сборник материалов. - 4.1. СПб.,- 2007. - С. 196-197.

6. 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. 179183.

7. Гурьев, A. M. Диффузионное термоциклическое упрочнение поверхности стальных изделий бором, титаном и хромом [Текст] / А. М. Гурьев, Б. Д. Лыгденов, С. Г. Иванов, О. А. Власова, Е. А. Кошелева, И. А Гармаева, M. А Гурьев // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. -2007.-№ 1,- Т.4. - С. 30-35.

8. Лыгденов, Б. Д. Влияние режимов борирования на упрочнение поверхности уплотнительного кольца из стали 40ХН2МА [Текст] / Б. Д. Лыгде-

нов, А. М. Гурьев, И. А. Гармаева // Фундаментальные проблемы современного материаловедения.- 2007.- № 2- Т.4.- С. 90-93.

9. Гармаева, И. А. Поиск оптимальных условий химико-термической обработки стали 55JI и вывод математической модели [Текст] / И. А Гармаева, О. А. Власова, Б. Д. Лыгденов II Ползуновский Альманах. - 2007.- № 1-2. -С. 38-44.

10. Гармаева, И. А. Построение причинно-следственной диаграммы для выявления факторов, влияющих на структуру и состав диффузионного слоя при химико-термической обработке [Текст] / И. А. Гармаева // Ползуновский Альманах. - 2007. - № 1-2. - С. 45-46.

11. Гурьев, А М. Термоциклическое борирование как метод повышения прочности инструментальных сталей [Текст] / А. М. Гурьев, О. А. Власова, Б. Д. Лыгденов, И. А. Гармаева , А. М. Кириенко, С. Г. Иванов, Е. А Кошелева II Ползуновский Альманах.- 2007.- № 1-2. - С. 85-88.

12. Гурьев, А. М. Новые методы диффузионного термоциклического упрочнения поверхности стальных изделий бором совместно с титаном и хромом. [Текст] / А. М. Гурьев, О. А. Власова, Б. Д. Лыгденов, И. А. Гармаева, Е. А. Кошелева, С. Г. Иванов, М. А. Гурьев // Успехи современного естествознания,- 2007. -№10. - С. 89-91.

13. Власова, О. А. Реализация процессов термоциклирования при бори-ровании литых инструментальных сталей. [Текст] / О. А. Власова, А. М. Гурьев, Б. Д. Лыгденов, И. А. Гармаева // Расчет, диагностика и повышение надежности элементов машин: Межвуз.сб. Выпуск 7 (ч.1)- Барнаул: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та им. И.И Ползунова, 2007. - С. 44-49.

14. Лыгденов, Б. Д. Упрочнение поверхности штампов из литой стали [Текст] / Б. Д. Лыгденов, И. А. Гармаева, В. И. Мосоров, А. Ц. Мижитов, А. М. Гурьев П Современные наукоемкие технологии. - 2007.- №6.- С. 44-45.

15. Иванов, С. Г. Влияние борохромирования на структуру и физико-механические свойства диффузионного слоя роликов из ферритоперлитной стали [Текст] / С. Г. Иванов, Б. Д. Лыгденов, О. А. Власова, Н. А Попова, И. А. Гармаева, А. М. Гурьев // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2008. -№1. - С. 96-101.

16. Гурьев A.M. Исследование фазового состава и дефектного состояния градиентных структур борированных сталей [Текст] / А.М.Гурьев, Б.Д.Лыгденов, С.Г. Иванов, О.А.Власова, И.А. Гармаева, Е.А.Кошелева IIIV-я Евразийская научно-практическая конференция «Прочность неоднородных структур». Москва, МИСиС.-2008. - С. 65.

17. Фирстов, В. Г. Основные принципы построения комплексной системы управления качеством неразрушающего контроля и технической диагностики [Текст] / В. Г. Фирстов, К. М. Григорян, И. А. Гармаева // 3-я Международная выставка и конференция «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» - 2004. - С. 241.

Издано в авторской редакции.

Подписано в печать 30.10.08. Формат 60x84 1/16. Печать - ризография. Усл. п. л. 0,93. Тираж 100 экз. Заказ 2008 - 17

Издательство Алтайского государственного технического университета им И.И. Ползунова, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46. Лицензия на издательскую деятельность ЛР№ 020822 от 21.09.98 г.

ВВЕДЕНИЕ.

1.ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДА И ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

НА ПРОЦЕСС БОРИРОВАНИЯ СТАЛЕЙ, ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВНИЯ.

1.1 Физические основы процесса химико-термической обработки сталей.

1.2 Общая характеристика процесса борирования.

1.3 Анализ влияния углерода в стали на механизм формирования диффузионных слоев.

1.4 Влияние углерода и легирующих элементов в стали при различных способах ХТО.

1.5 Характеристика способов химико-термической обработки.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Используемые материалы и оборудование.

2.2 Исследование структуры и состава диффузионных слоев.

2.3 Применение метода случайного баланса для построения математической модели. Оптимизация ХТО.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА И КИНЕТИКИ ФОРМИРОВАНИЯ

ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЯХ.

3.1 Структура и фазовый состав боридных слоев.

3.2 Кинетика формирования диффузионных слоев при комплексном насыщении бором и титаном.

Выводы.

4. СТРУКТУРА СТАЛЕЙ 45, 5ХНВ ПОСЛЕ БОРИРОВАНИЯ.

4.1 Фазовый состав в диффузионных слоях исследуемых сталей.

4.2 Структуры борированных слоев.

4.3 Дефектная структура.

Выводы.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ. ОСОБЕННОСТИ ХИМИКО-ТЕРМЙЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ШТАМПОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИ

ЕМ ОБМАЗОК.

5.1 Особенности технологического процесса химико-термической бра-ботки с помощью обмазок.

5.2 Стойкость штампов, подвергнутых комплексному борированию.

5.3 Повышение стойкости холодноштампового инструмента методами химико-термической обработки.

5.4 Производственные испытания.

Из всех известных в технике материалов лучшее сочетание прочности, надежности и долговечности имеет сталь, поэтому сталь является основным материалом для изготовления ответственных изделий, подвергающихся большим нагрузкам. Статические и динамические нагрузки, высокая температура и агрессивные среды, старение стали вызывают необратимые изменения структуры металла. Изучение причин и статистический анализ выхода из строя основных деталей машин показывает, что большинство их выходит из строя преимущественно по износу или из-за поломок вследствие усталости металлов, при этом усталостные трещины возникают на поверхности. Вопросы создания функционально-градиентных поверхностных слоев, обладающих уникальными механическими, технологическими и специальными свойствами, привлекают особое внимание, что делает актуальными исследования, направленные на создание таких поверхностей методами химико-термического воздействия.

Химико-термическая обработка существенно изменяет физико-химические свойства поверхностных слоев, что приводит к увеличению срока службы изделий. В последнее время значительно усложнились задачи ХТО. От диффузионного покрытия требуется обеспечение не одного, а нескольких свойств при высоких параметрах рабочей среды, например износостойкости и химической стойкости в отношении одной или нескольких агрессивных сред; низкой теплопроводности и высокой жаростойкости, стабильности состава и сплошности при переменной и высокой температуре в условиях эрозии и т. д.

Недостаточная изученность механизма процесса ХТО не позволяет отработать оптимальную технологию диффузионного насыщения. Следует отметить также и факт недостаточной изученности строения и свойств получаемых диффузионных слоев. Все это, естественно, не позволяет полностью использовать все возможности, заложенные в химико-термическом воздействии. В настоящее время продолжаются работы по корректировке технологии процессов химико-термической обработки.

Химико-термическая обработка вызывает изменения структуры и напряженного состояния сталей. Основой для разработки ее процессов является изучение кинетики превращений, происходящих в металле и факторов, влияющих на эту кинетику. Знание закономерностей диффузионных процессов химико-термической обработки позволит существенно повысить эффективность поиска новых материалов и оптимальных методов их обработки.

Основные усилия исследователей, изучающих процессы ХТО, были сосредоточены на установлении механизмов и закономерностей диффузионного проникновения различных элементов в металлическую основу или на изучении характера роста и свойств образующихся диффузионных зон. Задачей данной диссертационной работы было детальное изучение кинетики, фазового состава и тонкой структуры диффузионных слоев и оптимизация технологии борирова-ния сталей.

Борированием называется химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали бором при нагревании в соответствующей среде. Этот весьма перспективный метод поверхностного упрочнения нуждается в серьёзных систематических исследованиях как теоретического, так и прикладного характера. В проблеме борирования достаточно много открытых вопросов. Такое положение не позволяет иметь полное представление о процессах борирования в целом и не дает возможности научного управления им.

Качественной и количественной характеристикой процесса борирования являются толщина диффузионного слоя, распределение концентрации диффундирующего элемента по толщине слоя, фазовый состав и свойства слоя (твердость, износостойкость, коррозионная стойкость, окалиностойкость). Строение боридных слоев существенно зависит от состава насыщающей смеси, от способа борирования, от температуры и длительности процесса, от состава стали. Все эти факторы влияют на конечный результат и определяют физико-механические свойства поверхностного слоя после борирования.

Проведенные исследования позволили детально изучить кинетику образования борированного слоя и выявить механизм его формирования, позволяющий управлять процессом насыщения и получать покрытия с заданными составом, структурой и свойствами.

Основной целью данной работы было повышение работоспособности деталей машин и инструмента за счет изучение фазовых изменений, кинетики процесса, физических и механических свойств диффузионных слоев при бори-ровании сталей.

Для достижения этой цели были решены следующие задачи:

1. Определены состав, толщина и микротвердость диффузионных слоев при борировании сталей в зависимости от различных температурно-временных циклов.

2. Исследована кинетика формирования диффузионных слоев при комплексном насыщении бором и титаном.

3. Установлены зависимости, связывающие физико-механические свойства сталей с технологическими параметрами химико-термической обработки и построена математическую модель процесса, связывающая параметр оптимизации со значимыми эффектами.

4. Исследован фазовый состав и тонкая структура борированного слоя на поверхности сталей.

5. По результатам проведенных исследований рекомендованы наиболее оптимальные режимы химико-термической обработки и проведены производственные испытания упрочненных деталей машин и инструмента.

Эти задачи решаются путем изыскания химического состава и оптимальной структуры поверхностного слоя совместимого с основным металлом, и метода получения диффузионной поверхности заданного состава.

В результате подобного изучения можно найти пути и способы взаимодействия на отдельные этапы процесса борирования с целью его совершенствования и научного управления.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1.Определение состава, толщины и микротвердости диффузионных слоев при борировании сталей в зависимости от различных температурно-временных циклов позволило установить зависимости, связывающие физико-механические свойства с технологическими параметрами борирования и построить математическую модель процесса, связывающую параметры оптимизации (состав, время, температура) с микротвердостью упрочненного слоя.

2. Детальное изучение тонкой структуры и фазового состава борирован-ных сталей показало, что независимо от их химического состава структура упрочненной поверхности состоит из 4 слоев:

-первый слой почти полностью состоит из борида железа FeB. В небольших количествах присутствуют бориды Fe2B

-во втором слое бориды железа не занимают весь объем. Наряду с ними присутствует а-фаза и карбобориды Fe3(C,B) и Fe23(C,B)6

-третий слой содержит остатки боридов железа. Бор в этом слое расположен, в основном, в карбоборидах.

-четвертый слой сохраняет исходную структуру стали. При диффузионном насыщении бором, в структуре сталей образуются бориды железа, обладающие высокой твердостью, что способствует повышению износостойкости и теплостойкости изделий, эксплуатируемых в различных условиях.

3. Изучение кинетики формирования диффузионных слоев показало, что комплексное насыщение бором и титаном является перспективным методом повышения эксплуатационных свойств, особенно для поверхностей деталей, работающих в условиях гидроабразивного износа. При этом особую роль играет «мягкая» сердцевина диффузионного слоя, способствующая «притирке» сопряженных рабочих поверхностей.

4. Проведены производственные испытания деталей машин и инструмента, подвергнутых ХТО по разработанным режимам. Испытания показали, что стойкость борированных матриц для высадки головок болтов и деталей штампа по вырубке шайб из стали 5ХНВ повысилась в 2,5 раза, а стойкость боротитаниро-ванных уплотнительных колец из стали 40ХН2МА, работающих в условиях гидроабразивного износа повысилась в 5-7раз.

1. Глинка H.JI. Общая химия. Л.: Химия, 1982. 720с.

2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М., Металлургия. 1983. 360с.

3. Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986. 544с.

4. Елецкий А.В. Механические свойства углеродных наноструктур и материалов на их основе. Успехи физических наук. Том 177, № 3. 2007.

5. Словарь терминов по металловедению и термической обработке на 4-х языках. Отв. ред. Петрова Л.А.-М. Наука, 1989. 208с.

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

7. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1985.256с.

8. Борисенок Г.В., Васильев Л.А., Ворошнин Л.Г. и др.Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1981. 424с., ил."

9. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978. 248с.

10. Котов O.K. Поверхностное упрочнение деталей машин химико-термическими методами. М.: Машгиз, 1961. 279с.

11. Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов в активизированных газовых средах. М.: Машиностроение, 1979. 224с., ил.

12. Заваров А.С. Химико-термическая обработка в кипящем слое. М.: Машиностроение, 1985. 158с.

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

14. Гурьев A.M. Новые материалы и технологии для литых штампов. -Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000.- 216с., ил.

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

16. Шьюмон П. Диффузия в твердых телах. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1966. 195с., ил.

17. Ляхович Л.С., Ворошнин Л.Г. Борирование стали. М.: Металлургия, 1967. 119с.

18. Ворошнин Л.Г. Борирование промышленных сталей и чугунов. Справочное пособие. Минск. «Беларусь», 1981.

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

20. Лабунец В.Ф., Ворошнин Л.Г., Киндарчук М.В. Износостойкие бо-ридные покрытия. Киев: Техника, 1989. 158с.

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

22. Гольдшмидт X. Дж. Сплавы внедрения: в 2т. М.: Мир, 1971. - Т.1 - 424с.; Т.2. - 464с.

23. Григорович В.К. Электронное строение и термодинамика сплавов железа. М.: Наука. 1970. - 292с.

24. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф. Дисперсные частицы в тугоплавких металлах. Киев: Наукова думка, 1978. - 240с.

25. Кан Р. Т.1:Атомное строение металлов и сплавов.-М.:Мир,1967.338с.

26. Гринберг Е.М. Металловедение борсодержащих конструкционных сталей. М.: МИСИС, 1997. - 198с.

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

28. Судзуки К., Фудзимори X., Хакимото К. Аморфные материалы. -М.: Металлургия, 1987. 328с.

29. Ковнеристый Ю.К., Осипов Э.К., Трофимова Е.А. Физико-химические основы создания аморфных металлических сплавов. М.: Наука, 1983. - 145с.

30. Шадричев Е.В., Иванов А.Е. Относительная износостойкость однофазных и двухфазных боридных слоев // МИТОМ. 1984. - №3. - С.44-47.

31. Transner N. Borieren Hinweise nicht nur fur den Praktiker // Der Kon-strukteur. - 1986. - №6. - S.48-62.

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

33. Долотов Г.П. Оборудование для химико-термической обработки металлов. М.: Высшая школа, 1981.72с.

34. Коган Я.Д., Середа Б.П., Костогоров Е.П. Получение борированных покрытий в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. МиТОМ. № 1. 1996. С.19-20.

35. Иванов А.С., Соколов А.Н. Поверхностное упрочнение низкоуглеродистых мартенситных сталей борированием. МиТОМ. №7. 1998. С.6-9.

36. Смирнягина Н.Н., Сизов И.Г., Семенов А.П., Ванданов А.Г. Термодинамический анализ синтеза в вакууме боридов титана на поверхности углеродистых сталей. МиТОМ, № 1.2002. С.32-36.

37. Глухов В.П. Боридные покрытия на железе и стали. Киев: Науко-ва думка, 1970. 208с., ил.

38. Ларинин Д.М., Клейнер Л.М., Шацов А.А., Черепахин Е.В., Ряпо-сов И.В. Сульфокарбонитрирование низкоуглеродистой мартенситной стали 12Х2Г2НМФТ. МиТОМ. № 5. 2007. С.48-52.

39. Кольцов В.Е. Теоретические и технологические основы регулируемых процессов оксикарбонитрирования для повышения износостойкости и коррозионной стойкости деталей машин. МиТОМ. № 4. 2002. С.9-13.

40. Иванов С.В., Салманов Н.С., Салманов М.Н. Боросульфокарбо-нитрирование режущего инструмента в электролитной плазме. МиТОМ. № 9. 2002. С.42-43.

41. Кольцов В.Е. Сысоев М.И. Влияние технологических параметров процесса деазотирования на фазовый состав нитридного слоя. МиТОМ. №10. 2002. С.21-22.

42. Югай С.С. Клейнер Л.М. Шацов А.А. Азотирование низкоуглеродистой мартенситной стали 12Х2Г2НМФТ. № 3 (609). МиТОМ. 2006. С.27-31.

43. Тихонов А.К. Химико-термическая обработка в массовом производстве. МиТОМ. № 1. 1996. С.15-18.

44. Баландин Ю.А. Колпаков А.С. Диффузионное силицирование в псевдоожиженном слое. МиТОМ. №3. 2006. С.31-35.

45. Баландин Ю.А., Колпаков А.С., Жарков Е.В. Диффузионное цинкование в псевдоожиженном слое. МиТОМ. № 4 (610). 2006. С.37-39.

46. Соколов А.Г., Артемьев В.П. Влияние технологических факторов и химического состава сталей на структуру и свойства диффузионных никельсо-держащих покрытий. МиТОМ. № 4 (622). 2007. С.38-43.

47. Transner N. Borieren Hinweise nicht nur fur den Praktiker // Der Kon-strukteur. - 1986. - №6. - S.48-62.

48. Самсонов Г.В., Серебрякова Т.И., Неронов B.A. Бориды. M.: Атомиздат, 1975с.

49. Юкин Г.И. Химико-термическая обработка сталей и сплавов. Сб. статей под ред. Регирера З.Л., Дом техники. 1961.

50. Самсонов Г.В., Цейтина Н.Я. Физика металлов и металловедение, т. 1, 1955.303с.

51. Беккерт М., Клемм X. Способы металлографического травления. Справочник. М.: Металлургия, 1988. 400с.

52. Контроль качества термической обработки стальных полуфабрикатов и деталей: Справочник/ Под общ. ред. В.Д. Кальнера. М.: «Машиностроение», 1984.-384 е., ил.

53. Долбилин Е.В., Кокорин А.В. Новые методы химико-термической обработки в электрическом разряде. Журн. Технология машиностроения. 2007. №6, ISSN 1562-322Х. С40-45.

54. Зябрев А.А. Химико-термическая обработка холоднокатаных электротехнических нелегированных сталей. МиТОМ. № 9, 1998. С.36-38. ISSN 00260819.

55. Гюлиханданов E.JI. Хайдоров А.Д. Ускорение процессов диффузионного насыщения при неизотермической химико-термической обработке. МиТОМ. № 6. 2001. С. 16-20.

56. Кухарева Н.Г. Силенков М.А. Шушков С.В. Химико-термическая обработка в тлеющем разряде атмосферного давления. МИТОМ. № 1. 2002.

57. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970. - 376с.

58. Чернявский К.С. Стереология в металловедении.- М.: Металлургия, 1977.- 280 с.

59. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987. 502с.

60. Глазов В.М., Вигдорович В.Н. Микротвердость металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1969. 248с.

61. Старк Д.П. Диффузия в твердых телах: Пер с англ. М.: Энергия, 1980. 330с.

62. Тихонов А.С., Белов В.В., Леушин И.Г. и др. Термоциклическая обработка сталей, сплавов и композиционных материалов. М.: Наука, 1984. 186с.

63. Шмыков А.А., Хорошайлов В.Г., Гюлиханданов E.JI. Термодинамика и кинетика процессов взаимодействия контролируемых атмосфер с поверхностью стали. М.: Металлургия, 1991. 160с.

64. Металлографические реактивы. Справ.изд. под ред. Коваленко

65. B.C. М.: Металлургия, 1981. 120с.

66. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д., Шпис Г.И. Теория и технология азотирования. М.: Металлургия, 1991. 320с.

67. Мельник П.И. Диффузионное насыщение железа и твердофазные реакции в сплавах. М.: Металлургия. 1993. 128с.

68. Герасимов С.А. Прогрессивные методы азотирования. М.: Машиностроение, 1985. 32с.

69. Сизов И.Г., Смирнягина Н.Н., Семенов А.П. Особенности электронно-лучевого борирования сталей. МиТОМ. 1999. №12. С.8-11.

70. Блантер М.Е. Теория термической обработки. М.: Металлургия, 1984, 329с.

71. Куликов А.И. Нитроцементация металлов и сплавов в нетоксичных жидких средах. МиТОМ. №7. 1998. С.9.

72. Фунатани К. Низкотемпературное азотирование сталей в соляных ваннах. МиТОМ. №7. 2004. С. 12-17.

73. Баландин Ю.А. Упрочнение поверхности штамповых сталей диффузионным борированием, боромеднением и борохромированием в псевдоожи-женном слое. МиТОМ. 2005. №3. С.27-30.

74. Корнеев И.И. Титан. М.: Наука. 1975. - 307с.

75. Холлен X. Двойные и тройные карбидные и нитридные системы переходных металлов. Справочник.- М.: Металлургия, 1988. 319с.

76. Панин В.Е. , Гриняев Ю.В., Елсукова.Т.Ф., Иванчин А.Г. Структурные уровни деформации твердых тел. Известия вузов. Физика. 1982. Т.25, №6.1. C.5-27.

77. Конева Н.А., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности пластической деформации. Изв. вузов. Физика. 1990. №2.С.89-106.

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

79. Шлямнев А.П., Свистунова Т.В., Лапшина О.Б. и др. Коррозионно-стойкие, жаростойкие и высокопрочные стали и сплавы. М.: Интермет инжиниринг. 2000. -232с.

80. Филинов С.А., Фиргер И.В. Справочник термиста. Л.: Машиностроение, 1975. 352с.

81. Уманский Я.С. Рентгенография металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1969. 496с.

82. Циммерман Р., Гюнтер К. Металлургия и металловедение. Справ.изд. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1982.- 480с.

83. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1978. 392с.

84. Загуляева С.В., Денисюк А.К., Макашова Л.С. Борирование и раз-гаростойкость стали и чугуна. МиТОМ. № 11. 1999, С.21-23.

85. Ляхович Л.С., Ворошнин Л.Г., Щербаков Э.Д., Панич Г.Г. Сили-цирование металлов и сплавов. Минск.; Наука и техника, 1972. - 277с.

86. Мудрова А.Г., Горбунов Н.С., Медко Е.К. и др. Повышение гидроэрозионной стойкости и жаростойкости стали ХВГ диффузионным титанирова-нием. Вестник машиностроения, 1975. № 9.С.71-73.

87. Новик Ф.С. Математические методы планирования экспериментов в металловедении. Учебное пособие. М.: МИСИС, 1979. 73с.

88. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М.: 1969.156с.

89. Лецкий Э.К. Планирование эксперимента в исследованиях технологических процессов. М.: Мир, 1977. 541с.

90. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.: Легкая индустрия, 1974.- 262с.

91. Зедгенидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.: Наука, 1976, 390с.

92. Бродский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента. М.: Наука, 1976. 224с.

93. Гармаева И.А., Власова О.А., Лыгденов Б.Д. Поиск оптимальных условий химико-термической обработки стали 55Л и вывод математической модели. Ползуновский альманах. Барнаул. АлтГТУ. 2007. №1-2. С.38-44

94. Гармаева И.А. Построение причинно-следственной диаграммы для выявления факторов, влияющих на структуру и состав диффузионного слоя при химико-термической обработке. Ползуновский альманах. Барнаул. АлтГТУ. 2007. №1-2. С45-46.

95. Ворошнин Л.Г. Современные износостойкие диффузионные покрытия. Сборник трудов «Перспективы развития поверхностного и объемного упрочнения сплавов» Минск 2004. С. 10-21

96. Гурьев A.M., Власова О.А., Лыгденов Б.Д., Гармаева И.А., Кириенко A.M., Иванов С.Г., Кошелева Е.А. Термоциклическое борирование как метод повышения прочности инстументальных сталей. Ползуновский альманах. Барнаул. АлтГТУ. 2007. №1-2. С.85-88.

97. Лыгденов Б.Д., Гурьев A.M., Гармаева И.А. Влияние режимов борирования на упрочнение поверхности уплотнительного кольца из стали 40ХН2МА. Фундаментальные проблемы современного материаловедения. Барнаул. АлтГТУ. 2007. №2 Т.4 С.90-93.

98. Гурьев A.M., Иванов С.Г., Лыгденов Б.Д., Власова О.А., Кошелева Е.А., Гурьев М.А., Гармаева И.А. Влияние параметров борохромирования на структуру стали и физико-механические свойства диффузионного слоя. Ползу-новский вестник. 2007. №3 С.28-34.

99. Лыгденов Б.Д., Гармаева И.А., Мосоров В.И., Мижитов А.Ц., Гурьев A.M. Упрочнение поверхности штампов из литой стали. Современные наукоемкие технологии. №6 2007. С.44-45.

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

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

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

103. Гурьев A.M. Способ термоциклической обработки инструментальной стали. Патент РФ на изобретение №2078440 / Гурьев A.M., Ворошнин Л.Г., Чепрасов Д.П., Рубцов А.А.

104. А.с. 1019016 СССР, МКИЗ С 23 С 9/04. Состав для борирования стальных деталей.

105. Гурьев A.M. Борирование в условиях циклического изменения температуры / Гурьев A.M., Ворошнин Л.Г. Международная НТК: Отделочноупрочняющая технология в машиностроении: Тезисы докладов Минск, 1994. -С. 100.

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

107. Бемер 3. Регулируемый процесс азотирования / Бемер 3., Jlepxe В., Шпис X., Зимдарс Н., Берг X. // МиТОМ. 1987. - №1. С. 38-41.

108. Кораблев В.А. Охрупчивание хромистых сталей при образовании специальных карбидов / Кораблев В.А., Установщиков Ю.И., Хацкелевич И.Г. // МиТОМ. 1975. - С. 16 - 19.

109. Смольников Е.А. Борирование стали в экономичных по составу солевых расплавах. / Смольников Е.А., Сарманова Л.М. // МиТОМ. 1987. - №1. -С. 41 -45.

110. Ворошнин Л.Г. Новые расплавы для жидкостного бестокового борирования. В кн.: Химико-термическая обработка металлов и сплавов / Ворошнин Л.Г., Ляхович Л.С., Протасевич Г.Ф. - Мн., 1974, - С.83 - 84.

111. Скугорова Л.П. Установка и технология газового борирования / Скугорова Л.П., Шлыков В.И., Нечаев Л.И. // МиТОМ. 1972. №5. - С. 61 - 62.

112. Баязитов М.И. Борирование в обмазках при печном нагреве / Бая-зитов М.И., Алиев А.А. // МиТОМ. 1974. - №7. - С.46 - 47.

113. Ворошнин Л.Г. Химико-термическая обработка металлов и сплавов с использованием паст / Ворошнин Л.Г., Борисенок Г.В., Керженцева Е.Ф. -В кн.: Металлургия. Мн. 1976. - вып. 8. - С.21 - 25.

114. Алиев А.А. Борирование из паст на основе карбида бора / Алиев А.А. // МиТОМ. 1978. - № 10. С. 62 - 63.

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

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