Физико-химические особенности формирования боррированного слоя (Исследовательский раздел дипломного проекта), страница 4

При определении фазового состава поверхностных зон  борированных порошкообразной  смеси  образцов не обнаружено  никаких  других фаз, кроме   α-Fe, Fe2В. При  низких температурах  борирования  и  небольших  выдержках в  поверхности   присутствуют α-Fe, Fe2В. По  мере увеличения температуры времени  борирования линии α-Fe  становятся  более: слабыми  и  исчезают совсем   при  температуре  борирования 950 и 10000 С  в течение четырех  и  двух часов.  Линии    FeВ,соответствующие углам отражения  более 500, появляются  практически одновременно  с  возникновением  заметных игл  в микрострукту-е.

При  увеличении  температуры  и  продолжительности борирования период решетки   α-фазы  возрастает с ,859  -850°  С (1000°  С),при  изменении     режима  борирования  меняются  очень  мало. Отмечается незначительное  уменьшение объема  ячейки  как той, так  и  другой   боридных фаз   при   повышении  температуры и  продолжительностипроцесса.

Измерение параметров кристаллических решеток  боридных фаз  по глубине показало, что значение а для Fe2Bменяется мало, при температуре  борироваиия 950° С остается  постоянным   (5,096-5,098  А).   При 1100° С наблюдается  некоторое  увеличение а  при  удалении  от  поверхности. На  поверхности образца а=5,092  А, на глубине 125  мк     а=5,096 А, а на глубине 240 мк  а=5,098 А.

Значительно  большие  изменения наблюдаются  у периода. На  кривой   изменения  периода  с по  глубине слоя имеется  провал на расстоянии  СЮ мк  от  поверхности:   на глубине 40 мк  с=4,241 А, на глубине 60  мк    ся =4,230  А и  на глубине 85  мк с-4,242  А.

По  всей  вероятности  такой   провал  обусловлен  возникновением зародыше новой  фазы FeВ и  перестройкой тетрагональной  решетки F2В в ромбическую  решетку FeB.

Аналогичные иглообразные диффузионные слои могут возникать при насыщении  железа и другими  элементами. Например,   согласно, выступы вдоль межкристаллитных-границ , аблюдаются (при диффузии  никеля и палладия техническое железо, при  алитировашш железа в довольно  интенсивной  насыщающей  среде   (расплавленный алюминий).Игольчатую  структуру борированного  слоя объясняют высокой анизотропией скорости диффузии алюминия  через  образующуюся  на поверхности фазу Fе2Аl3. Данная фаза имеет ромбическую решотку. Узловые места  вдоль оси  с заняты исключительно  атомами  алюминия,  остальные атомы  алюминия и  все атомы  железа  располагаются  кольцеобразно вокруг основных цепочек атомов алюминия на расстоянии с/2.  Судя  по интенсивности линий,  основные    цепочки заполнены   алюминием лишь на 70%. Такая  ненормально высокая  концентрация вакансий на  параллельно  расположенных цепях, решетки объясняет   преимущественную подвижность атомов алюминия  вдоль определенных кристаллографических  направлений.  Рентгенографические исследования показали, что  плоскость базиса ромбической решетки  Fе2Аl3 всегда лежит в основании игольчатых кристаллов,  а ось с всегда  совпадает с осью игл, т.е.  с  направлением  большей  скорости  диффузии алюминия.

Иглообразное строение диффузионных слоев  бора  также может     быть  следствием  более свободной  диффузионной   подвижности атомов бора  в каком-то  одном  направлении  и затрудненной в других.  При  этом зародыши  боридов  железа так ориентируются  к поверхности образца, что  кристалографические направления с несовершенствами  решетки  расположены  нормально к фронту диффузии, что и вызывает  быстрый преимущественный  рост фазы в направлении к сердцевине.