аспирант
Postgraduate student
к.т.н., доцент кафедры «Машиностроительные технологии и оборудование», профессор, Технический директор
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor
д.т.н., заведующий, ведущий научный сотрудник НУ, профессор
Dr. Sci. (Eng.), Head Leading Researcher at SD; Professor
д.т.н., профессор, директор ключевой лаборатории цифрового текстильного оборудования провинции Хубэй
Dr. Sci. (Eng.), Professor, Director
д.т.н., профессор, заведующий кафедрой начертательной геометрии и графики, профессор
Изучено влияние диффузионного покрытия, состоящего из бора, хрома и редкоземельного элемента лантан, на стойкость стали марки 4Х5МФ1С к высокотемпературному окислению и износу. Толщина диффузионного слоя после добавления хрома и лантана в насыщающий состав увеличилась в 2,2 раза (с 28,2 до 61,5 мкм) по сравнению с однокомпонентным борированием. Это связано с тем, что введение лантана вызывает искажение атомной решетки железа, увеличивает плотность дефектов, тем самым способствуя образованию боридного слоя. В боридном слое без добавления хрома и лантана количество пор и микротрещин больше. После добавления хрома и лантана боридный слой обладает более высокой плотностью и однородностью. В эксперименте по окислению при температуре 800 ℃ и выдержке в течение 6 часов толщина оксидного слоя образцов с диффузионным покрытием бор – хром – лантан уменьшилась с 68 до 22 мкм относительно однокомпонентного боридного слоя. Анализ оксидного слоя показал, что образцы после комплексного насыщения бором, хромом и лантаном имеют плотный и гладкий оксидный слой, в то время как у борированных в однокомпонентной насыщающей среде образцов наблюдаются трещины и поры. Износ образцов с комплексным диффузионным слоем после насыщения бором, хромом и лантаном имеет меньшую шероховатость, следы износа неглубокие, склонность слоя к сколам значительно уменьшилась. Добавление хрома и лантана в процессе борирования позволяет значительно повысить стойкость стали марки 4Х5МФ1С к окислению при высоких температурах и износостойкость.
The effect of a diffusion coating consisting of boron, chromium and the rare earth element lanthanum on the resistance of 4Kh5MF1S steel to high-temperature oxidation and wear was studied. The thickness of the diffusion layer after the addition of chromium and lanthanum to the saturating composition increased 2.2 times - from 28.2 to 61.5 µm compared with single–component boration. This is due to the fact that the introduction of lanthanum causes distortion of the atomic lattice of iron, increases the density of defects, thereby contributing to the formation of a boride layer. The number of pores and microcracks is greater in the boron layer without the addition of chromium and lanthanum. After the addition of chromium and lanthanum, the boride layer has a higher density and uniformity. In an oxidation experiment at a temperature of 800 ℃ and exposure for 6 hours, the thickness of the oxide layer of samples with a boron-chromium-lanthanum diffusion coating decreased from 68 to 22 µm relative to a single–component boride layer. The analysis of the oxide layer showed that the samples after complex saturation with boron, chromium and lanthanum have a dense and smooth oxide layer, while the samples borated in a single-component saturating medium have cracks and pores. The wear of samples with a complex diffusion layer after saturation with boron, chromium and lanthanum has a lower roughness, the wear marks were shallow, and the tendency of the layer to chip significantly decreased. The addition of chromium and lanthanum in the boration process can significantly increase the resistance of Kh5MF1S steel to oxidation at high temperatures and wear resistance.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.