Интенсификация процессов формирования структуры диффузионного слоя при химико-термической обработке сталей

• Автор: Лыгденов, Бурьял Дондокович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 355 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л Основы химико-термической обработки

1.2 Виды химико-термической обработки

1.2.1 Цементация

1.2.2 Азотирование

1.2.3 Совместное насыщение азотом и углеродом

1.2.4 Перспективные способы ХТО

1.3 Борирование сталей

1.3.1 Влияние состава стали на процесс диффузионного насыщения бором
1.3.2 Термическая обработка борированных сталей
1.3.3 Структура и свойства боридных слоев
1.4 Диффузионное хромирование
1.5 Диффузионное титанирование
1.5.1 Титан и его взаимодействие с железом
1.5.2 Характеристики существующих способов
титанирования
1.5.3 Титанирование в порошковых средах
1.5.4 Титанирование в жидких средах
1.5.5 Титанирование из паровой фазы
1.5.6 Титанирование из газовой фазы
. 1.6 Термодинамические основы восстановления оксидов ,
алюминием при диффузионном насыщении
1.6.1 Влияние активаторов на строение и свойства титановых покрытий

1.7 Способы интенсификации процессов химико-термической обработки
1.7.1 Многокомпонентное насыщение металлами и неметаллами
1.7.2 Борохромирование
1.7.3 Боротитанирование
1.7.4 Термоциклическая обработка
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1 Материалы и оборудование
2.2 Методы исследования структуры и состава
диффузионных слоев
2.3 Исследование структуры образцов
2.4 Применение метода случайного баланса для построения математической модели
2.4.1 Установление уровней варьирования факторов и 89 составление матрицы планирования
2.4.2 Порядок проведения эксперимента
2.4.3 Построение диаграмм рассеяния, расчет эффектов
и проверка их статистической значимости
2.4.4 Расчет дисперсии адекватности. 106 ГЛАВА 3 ТИТАНИРОВАНИЕ СТАЛЕЙ В ОДНО
И ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ НАСЫЩАЮЩИХ СРЕДАХ
ЗЛ Титанирование в порошке титана
3.2 Титанирование сталей с до'бавками
некарбидообразующих элементов в насыщающую смесь
3.2.1 Титанирование в насыщающих смесях содержащих медно-титановую лигатуру

3.2.2 Титанирование в насыщающей смеси,
содержащей титано—никелевую лигатуру
3.2.3 Титанирование в насыщающих смесях, 125 содержащих титано-медную лигатуру и оксид титана
3.3 Исследование структуры интерметаллидных
покрытий на углеродистых сталях
3.3.1 Насыщение из титано-медной лигатуры
3.3.2 Насыщение из титано-никелевой лигатуры
3.3.3 Титанирование с добавкой никеля
3.3.4 Титанирование с титано-никелевой лигатурой
3.3.5 Титанирование с высокоэффективным активатором
3.3.6 Аналитическое описание зависимости
износостойкости от состава в многокомпонентных системах с применением метода симплексных решеток Выводы по главе
ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВО ВРЕМЯ НАСЫЩЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ БОРОМ НА
ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ДИФФУЗИОННОГО 158 СЛОЯ
4.1 Комплексное химико-термоциклическое насыщение
4.2 Оптимизация химико-термоциклической обработки стали
Выводы по главе
ГЛАВА 5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ХТО СТАЛЕЙ

стых сплавов во многих агрессивных средах и окалиностойкости при температурах до 650°С [7, 44, 45].
Согласно [46, 47] диаграмма бор-железо выглядит следующим образом: Согласно диаграмме состояния, приведенной на рисунке 1.5, бо-рирование железа, теоретически возможно начиная с температуры 870 -890°С. при этом, последовательно начиная с поверхности, образуются следующие соединения: моноборид железа БеВ с содержанием бора около 49%, гемиборид железа с массовой долей бора около 34%. Данные соединения являются устойчивыми вплоть до комнатной температуры. Моноборид железа является устойчивым во всем температурном интервале существования и плавится конгруэнтно. Гемиборид железа образуется по перитектической реакции:
РеВ+ /42 >Ге2В (1.7)
при охлаждении до температуры 1407°С и существует вплоть до комнатной температуры.
В интервале температур 1150 - 1250°С по перитектическим реакциям
Ре2В + Ре >Ре2В (1.8) и
РеВ + 2Ре >Ре3В (1.9)
образуется соединение Ре3В по строению и свойствам похожее на цементит. При охлаждении ниже температуры 1150°С со скоростью ниже
600°С/с оно распадается на железо, твердый раствор бора в железе и частично - гемиборид железа. При охлаждении со скоростью 600°С/с и выше триборид железа стабилизируется и частично существует даже при комнатной температуре. Однако данное соединение является мета-стабильным с периодом полураспада 150 лет. В данном8случае оно распадается на твердый раствор бора в железе. Примеси углерода в железе также стабилизируют триборид железа за счет замены атомов бора на атомы углерода — в результате чего образуются карбобориды железа