Встановлення показників ударної в’язкості на сталі мартенситного класу після пічного борування з паст

Abstract

Наряду з підвищенням міцності і зносостійкості необхідно контролювати параметри ударної в’язкості. Ударна в’язкість гарантує той запас, при якому забезпечується реалізація в’язкого механізму руйнування. Крихкий матеріал не може бути використаний в якості конструкційного. Тому при розробці ефективних технологій зміцнення слід контролювати параметр ударної в’язкості. Нержавіючі сталі мартенситного класу мають високі антикорозійні властивості і характеристики міцності, однак можуть мати низькі показники ударної в’язкості при певних видах обробки. Для зміцнення поверхні сталі мартенситного класу запропоновано пічне високотемпературне борування. Борування проводилось з паст у окисному середовищі пічної атмосфери. Сам процес не потребує спеціального обладнання, окрім звичайної термічної печі з електронагрівом. Застосування паст дозволяє проводити локальне зміцнення, економити реагенти і захищати поверхню від окислення і зневуглецювання. В результаті обробки сталі мартенситного класу отримано шари товщиною 30 – 60 мкм на протязі трьох годин. Мікротвердість на поверхні становить приблизно 20000 МПа. Показники ударної в’язкості становлять 67 – 58 Дж/см2. Параметр ударної в’язкості зменшується зі збільшенням температури нагріву, що обумовлено головним чином збільшенням голок мартенситу та коагуляцією карбідів. Особливо помітними змінами у макроструктурі зламу мають зразки, боровані при температурі 1100 оС. При такій температурі розвиваються процеси збільшення розмірів структурних складових. При менших температурах обробки макроструктура зламу є більш рельєфною. Додаткову інформацію дає кількісний аналіз зон зламу. Такий аналіз дозволяє оцінити внесок поверхневого зміцнення та основної структури

Along with increasing the strength and wear resistance, it is necessary to control the parameters of impact toughness. Impact toughness guarantees the margin at which the ductile fracture mechanism is realized. A fragile material cannot be used as a structural material. Therefore, when developing effective hardening technologies, the impact toughness parameter should be controlled. Martensitic stainless steels have high anti-corrosion properties and strength characteristics, however, they can have low impact toughness in certain types of processing. For hardening the surface of martensitic steel, high-temperature furnace borating is proposed. Boring was carried out from pastes in an oxidizing environment of an oven atmosphere. The process itself does not require special equipment, except for the usual electric heating furnace. The use of pastes allows for local hardening, saving reagents and protecting the surface from oxidation and decarburization. As a result of the processing of martensitic steel, layers with a thickness of 30 - 60 microns were obtained for three hours. The microhardness on the surface is approximately 20,000 MPa. Impact strength indicators are 67 - 58 J / cm2. The impact toughness parameter decreases with increasing heating temperature, which is mainly due to an increase in martensite needles and coagulation of carbides. Specimens boiled at a temperature of 1100 °C have especially noticeable changes in the macrostructure of the fracture. At this temperature, processes of increasing the size of structural components develop. At lower processing temperatures, the fracture macrostructure becomes more prominent. A quantitative analysis of the kink zones provides additional information. This analysis makes it possible to evaluate the contribution of surface hardening and the basic structure.