к.т.н., доцент кафедры «Машиностроительные технологии и оборудование», профессор, ведущий инженер
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, IProfessor, Lead Engineer
д.т.н., заведующий ЛМИ ИЦ «ХимБиоМаш», ведущий научный сотрудник НУ, профессор
Dr. Sci. (Eng.), Head of LMI IC “ChemBioMash”, Professor
аспирант
Postgraduate student
д.т.н., профессор, заведующий кафедрой начертательной геометрии играфики, профессор
Dr. Sci. (Eng.), Prof. Head of department, Professor
В настоящей работе приведены систематизированные данные о влиянии содержания углерода в стали на параметры диффузии и толщину боридного слоя для большинства используемых в промышленности углеродистых сталей, начиная с углеродистой стали 15 и заканчивая заэвтектическими инструментальными сталями вплоть до У10 включительно. Насыщение поверхности сталей бором проведено при температурах 850, 950 и 1050 °С ранее разработанной и запатентованной насыщающей средой. Повышение содержания углерода в стали приводит к повышению энергии активации диффузии бора, что, в свою очередь, влечет снижение толщины диффузионного слоя. При этом снижение энергии активации носит не монотонный характер и зависит как от содержания углерода в стали, так и от температуры процесса насыщения. Повышение температуры процесса насыщения приводит к понижению энергии активации диффузии бора в среднем на 5 кДж/моль на каждые 100 °С. Повышение содержания углерода приводит к снижению толщины боридного слоя, причем в наибольшей степени это заметно при промышленно применяемых температурных интервалах борирования – от 950 до 1050 °С. Наиболее значительное снижение толщины боридного слоя происходит при содержании углерода в интервале от 0,35 до 0,50 масс. %. В интервалах содержания углерода в стали от 0,15 до 0,35 и от 0,50 до 0,95 масс. % характер снижения толщины боридного слоя можно считать линейным.
This paper presents systematized data on the effect of carbon content in steel on the diffusion parameters and thickness of the boride layer for most carbon steels used in industry, starting with carbon steel 15 and ending with hypereutectic tool steels up to and including U10. Saturation of the steel surface with boron was carried out at temperatures of 850, 950 and 1050 °C using a previously developed and patented saturating medium. An increase in the carbon content in steel leads to an increase in the activation energy of boron diffusion, which in turn leads to a decrease in the thickness of the diffusion layer. At the same time, the decrease in the activation energy is not monotonous and depends on both the carbon content in steel and the temperature of the saturation process. An increase in the temperature of the saturation process leads to a decrease in the activation energy of boron diffusion - on average by 5 kJ/mol for every 100 °C. An increase in the carbon content leads to a decrease in the thickness of the boride layer, and this is most noticeable in the industrially used temperature ranges of boriding - from 950 to 1050 °C. The most significant decrease in the thickness of the boride layer occurs with an increase in the carbon content in the range from 0.35 to 0.50 wt. %. In the ranges of carbon content in steel from 0.15 to 0.35 and from 0.5 to 0.95 wt. %, the nature of the decrease in the thickness of the boride layer can be considered linear.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.