24
«Молодой учёный» . № 4 (346) . Январь 2021 г.
Технические науки
Влияние наличия бора на фазовое состояние и на свойства наплавочных материалов Лямин Андрей Владимирович, кандидат технических наук, старший преподаватель Ташкентский химико-технологический институт (Узбекистан)
Мадрахимов Дилшодбек Усупжонович, PhD Doctor of Philosophy, инженер АО «Paxtasanoat ilmiy markazi» (г. Ташкент, Узбекистан)
В статье авторы исследования пытаются найти закономерность влияния наличия бора на механические и эксплуатационные свойства наплавочного материала системы C–Cr-Fe. Ключевые слова: наплавочный сплав, избыточные карбиды, феррит, ледебурит, за- и доэвтектические сплавы, износостойкость, твёрдость, хрупкость, фаза, система, цветное травление.
Б
ор довольно широко используется для повышения износостойкости наплавленного металла. Введение бора в сравнительно небольших количествах (до 1%) резко повышает твёрдость и износостойкость сплавов, особенно при абразивном изнашивании. Из промышленных наплавочных материалов бор как легирующий элемент вводится в состав наплавочных смесей марок БХ, КБХ, Н8 и электродов марок Т-590, ХР-19‚ Т-620 КБХ-45 [1‚ 2]. В зарубежной практике также используют бор для легирования износостойких материалов [3]. Однако введение бора в сплавы на железной основе наряду с повышением твёрдости и сопротивления материалов абразивному изнашиванию резко снижает устойчивость этих сплавов против ударных нагрузок [4, 1, 5]. Механизм влияния бора на структуру и свойства наплавленного металла весьма сложен. В работах различных авторов встречаются противоречивые данные о роли бора и о количестве бора, которое следует вводить для получения сплавов с определенными свойствами. Даже для сплавов примерно одной системы легирования (C–Cr-Fe-B) рекомендуемые количества бора в наплавленном металле колеблются от 0,5 до 6% [1, 6, 7]. В одних работах указывается, что бор является активным аустенизатором [8], в других, наоборот, отмечается, что бор является ферритизатором [9]. Отсюда и разная трактовка механизма влияния бора на свойства сплавов.
Бор обладает весьма малой растворимостью в твёрдых растворах γ- и α-железа [4‚ 10]. Находясь даже в небольшом количестве в этих растворах, он упрочняет феррит за счёт изменения его тонкой структуры, в основном из-за увеличения дисперсности блоков и некоторого роста микронапряжений. Особенно высоко упрочнение бором твёрдых растворов закаленных структур [10]. Большая часть бора в сплавах находится в виде отдельных фаз — боридов и карбоборидов различных металлов. Образование тех или иных соединений бора в сплавах зависит не только от его количества, но и от наличия в сплаве других легирующих элементов, в первую очередь карбидообразующих и углерода. Термодинамические условия сосуществования фаз, определяющие распределение легирующих элементов между ними, сформулированы в основном для равновесных систем. В неравновесном сплаве, каким является наплавленный металл, распределение легирующих элементов между фазами может быть различным. Установлено, что бориды и карбиды переходных металлов имеют близкие закономерности в их образовании [11]. Прочность связи металлов переходной группы с бором в пределах одного периода усиливается с уменьшением атомного номера. По склонности к образованию боридов основные
Рис. 1. Характерные микроструктуры высоколегированных доэфтектических (а), эфтектических (б) и заэфтектических (в) сплавов (×550)
