Electron Beam Processing of Diffusion Boroaluminizing Layerson the Surface of Steel 5khnm

Abstract

Институт физического материаловедения Сибирского Отделения РАН (Россия, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6) 2 Институт сильноточной электроники Сибирского Отделения РАН (Россия, 634055, Томск, пр. Академический, 2/3) Аннотация. Рассмотрено упрочнение поверхности образцов из штамповой стали 5ХНМ комбинированным методом, заключающимся в последовательном проведении химико-термической обработки с последующей модификацией полученного диффузионного слоя с помощью импульсной электроннопучковой обработки с использованием источника электронов с плазменным катодом на основе дугового разряда низкого давления. Электронно-пучковую обработку проводили в экспериментальной установке «СОЛО», входящей в перечень уникальных электрофизических установок России. Представлены результаты локальной структурно-фазовой трансформации диффузионных бороалитированныхслоев за счет скоростного нагрева электронным пучком миллисекундной длительности. Проведен сравнительный анализ строения диффузионного слоя после химико-термической обработки и последующей модификации слоя импульсным электронным пучком. Изучена микротвердость, проведена оценка фазового состояния диффузионного слоя до и после электронно-пучкового воздействия. Электроннопучковая обработка диффузионного слоя приводит к повышению микротвердости, максимальное значений которой достигает 1400 HV, и к снижению шероховатости поверхности по параметру Ra (до семи раз). После электронно-пучковой обработки диффузионного слоя формируются фаза Fe2B, интерметалидные фазы FeAl, Fe2AlCr, CrSi2, обладающие высокой жаростойкостью, износостойкостью и коррозийной стойкостью. Ключевые слова: химико-термическая обработка, бороалитирование, импульсная электронно-пучковая обработка, сталь, микротвердость, наноструктурирование, регулировка мощности электронного пучка Благодарности: авторы выражают признательность научному сотруднику Иркутского национального исследовательского технического университета А.Г. Тихонову за помощь в исследовании топографии поверхности Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-79-10163-П).