МОДЕЛИРОВАНИЕ, СВС СИНТЕЗ И ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ НАПЛАВКА БОРИДОВ ХРОМА ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

DOI 10.31554/978-5-7925-0524-7-2018-217-225

МОДЕЛИРОВАНИЕ, СВС СИНТЕЗ И ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ НАПЛАВКА БОРИДОВ ХРОМА ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

Н.Н. Смирнягина1, В.М. Халтанова1,2, Д.Э. Дашеев1, А.Н. Белоусов1

1 Институт физического материаловедения СО РАН
670047 Улан-Удэ, Россия
e-mail: smirnyagina09@mail.ru
2 Бурятский государственный университет

Сформированы наноструктурированные слои боридов хрома на поверхности углеродистой стали Ст20. Образцы изготовлены из стали Ст20 в форме цилиндров диаметром 15 мм и высотой 7 мм. При воздействии электронного пучка мощностью 20 кэВ в условиях высокого вакуума (10-3 Па) на реакционную обмазку, содержащую оксид хрома Cr2O3, бор и углерод, зажигался процесс СВС (самораспространяющийся высокотемпературный синтез), вследствие на поверхности стали формировались продукты горения СВС, которые наплавлялись на поверхность образца. В результате образовывался наноструктурированный боридный слой толщиной до 750 мкм, содержащий (Fe, Cr)B и CrB2. Проведен анализ фазового состава и строения. Слои имеют дендритную структуру, эвтектику, округлые включения с микротвердостью 1200-1300 МПа. Проведено моделирование процессов СВС (определены температуры, фазовый состав и концентрационные поля сосуществующих фаз, фазовые равновесия в тройной системе Cr2O3-B-C) электроннолучевого борирования, составлены тепловые поля и изучены условия формирования боридных слоев.