При насыщении железа бором химическое соединение Fe2B вторичное образование, следующие по времени за первично образующимся твердым раствором, а результат непосредственного химического взаимодействия - реакционной диффузии. Эти выводы согласуются с результатами исследований которые также связывают насыщение железа бором с реакционной диффузией. Однако такой чисто реакционный процесс возникновения новой фазы вызывает образование исключительно тонкой мономолекулярной пленки и обнаружить ее на поверхности обычными методами исследования невозможно. Процесс же роста обусловлен диффузионными процессами, протекающими внутри самой фазы и внутри нижележащих участков основного материала. Поэтому при химическом взаимодействии скорость роста новых фаз и соотношение их толщин после определенного времени зависят or скорости диффузионных процессов в данных фазах подобно, тому, как это рассматривалось выше для случая постепенного насыщения поверхности внедряемым элементом. Таким образом, вне зависимости от действительной последовательности образования новых фаз на поверхности в первую очередь достигает достаточно больших (видимых) размеров и обнаруживается та, фаза, которая растет с наибольшей скоростью.
Строение боридных слоев.
В зависимости от условий насыщения бором диффузионные слои различны. Борированная при 850 С0 сталь, содержащая 0,12% С, состоит в поверхности из борного перлита (механической смеси твердого раствора бора α-Feи борида Fe2В). После электролитического боррирования выявил травлением борид и эвтектоид. Микроструктура насыщенного бором слоя малоуглеродистой стали состоит из твердого раствора бора в железе и борида. При более высоком содержании углерода (сталь 45) наряду с указанными структурными составляющими появляется карбид бора В4С, а в сталях с более высоким содержанием углерода (65Г и У10) — более сложное соединение — "борный цементит” с вероятным составом 3Fe3С • Fe2B и со сложной кубической решеткой типа Cr23C6 (а=10,59 А).
Рентгенографические и электронномикроскопические исследования электролитически борированной стали 40 обнаружили следующий фазовый состав диффузионного слоя:α-фаза+ В4С- FeB- Fe2B- металл основы.
Самая поверхностная зона состоит из однородного поля α-фаза и светлых частичек B4C. Микротвердость этой приповерхностной зоны наибольшая и равна приблизительно 1885 кГ/мм2. Далее, осношюй структурной составляющей является FeB. Внутри этой фазы имеются участки Fe2B. Микротвердость данной зоны составляет 1670-1773 кГ/мм2. Затем увеличивается количество фазы Fe2B - и появляется перлит С твердостью 1480-1670 кГ/мм2. Затем количество перлита увеличивается, еще глубже (0,25 мм) наблюдается структура перлита и феррита.
На рентгенограммах ближе к поверхности обнаружены линии, для которых межплоскостные расстояния 2,18 и 2,65 А, что близко к 2,16 и 2,64 А соответствующих карбобориду железа Fe23(B.C)6.
В подавляющем большинстве работ, посвященных боррованию, карбид бора не обнаружен, показано, что структура покрытия состоит из двух фаз - внешней FeB и внутренней Fe2B. Для выявления указанных фаз применяется диетное травление горячим пикратом натрия (0,5 г пикриновой кислоты, 12,5 г едкого натра и 25 мл воды) . После травления в течение 30 сек при температуре 35-40° С иглы FeB окрашиваются в голубые тона, фаза Fe,.B. - в желтый цвет, ферритное поле остается светлым.
Боридные фазы обнаружены в виде иглообразных столбчатых кристаллов, ориентированных нормально к поверхности. Такая своеобразная структура боридов наблюдается только на железе й кобальте, иногда на никеле.
Для фотографировании на черно-белую пленку режим травления необходимо изменить: тот же реактив, но гравить 15-20 сек при 20° С. Фаза FeB окрашивается в коричневый цвет, Fe2B сохраняет желтые тона. Травлении 4%-ным раствором азотной кислоты в спирте выявляет границы зерен феррита и границу между диффузионным слоем и ферритным полем.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.