Модификация поверхностных свойств легированных сталей карбидом бора и алюминием методом электронно-лучевой обработки

Институт физического материаловедения

Микроструктура образцов из легированных сталей после электронно-лучевой обработки: а, б – сталь 5ХНМ наплавка B4C и 0,8 B4C+0,2 Al; в, г – сталь 3Х2В8Ф наплавка B4C и 0,8 B4C+0,2 Al

Авторы: Мишигдоржийн У.Л., Милонов А.С., Коробков Н.В., Семенов А.П.

Предложены подходы модификации поверхностных свойств стали 5ХНМ и 3Х2В8Ф карбидом бора и алюминием, методом электронно-лучевой обработки. Порошки B4C либо B4C и Al предварительно смешивали с этанолом до получения пастообразной композиции и наносили на обрабатываемую поверхность. Нагрев осуществляли стационарным пучком электронов в течение 20-300 с при удельной мощности ~5.7·102 Вт/мм2 (диаметр сканирующего электронного пучка ~1 мм). Остаточное давление в вакуумной камере не превышало 2·10-3 Па. Режимы обработки: ускоряющее напряжение 24 кВ, ток электронного пучка 20 мА. Металлографический и дюрометрический анализы показали, наблюдаются колебания значений микротвердости по глубине покрытия. Повышение микротвердости в приповерхностном слое происходит в результате структурных превращений (закалки) из жидкого состояния. Развиваются термические напряжения, способствующие фазовому наклепу и пластической деформации. Второй слой повышенной твердости образуется в результате закалки от высоких температур из области расплава. Слои пониженной микротвердости являются структурами отпуска.

Публикации:

1. Mishigdorzhiyn U.L., Ulakhanov N.S., Milonov A.S., Semenov A.P. Modification of the surface of steel 3Kh2V8F by application B-Al-coatings by methods of thermal-chemical treatment and electron-beam processing // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 759. – Issue. 012017. – P. 1-7. https://doi.org/10.1088/1757-899X/759/1/012017

2. Mishigdorzhiyn, U., Chen Y., Ulakhanov N., Liang H. Microstructure and wear behavior of tungsten hot-work steel after boriding and boroaluminizing. // Lubricants. – 2020. – Vol. 8. – Issue 3. – 26. https://doi.org/10.3390/lubricants8030026