Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1. Критический обзор литературных данных по качеству борированного слоя 10
1.2. Характеристика методов борирования с точки зрения вероятности образования дефектов борированного слоя 13
1.3. Влияние фазового состава борированного слоя на свойства изделий 21
1.4. Сравнительный анализ существующих способов диффузионного насыщения сталей бором и углеродом 24
1.5. Постановка задачи исследования 26
2. Методика исследований 29
2.1. Обоснование выбора сталей для борирования 29
2.2. Условия химико-термической обработки 31
2.3. Методы исследований 33
3. Исследование микроструктуры и внешнего вида борированнои поверхности 38
3.1. Дефекты, вызванные перераспределением элементов основного металла 40
3.1.1. "Темная составляющая" 42
3.1.2. Отслаивание 54
3.2. Дефекты, обусловленные тепловыми и структурными напряжениями 58
3.2.1. Сетка трещин 60
3.2.2. Сколы 63
3.2.3. Шелушение 68
3.3. Выводы и рекомендации по результатам исследования дефектов борированного слоя 70
4. Процессы, проходящие в газовой фазе и на поверхности металла, при насыщении из смеси, содержащей бор и углерод 75
4.1. Термодинамический расчет реакций насыщения поверхности металла бором и углеродом 75
4.2. Влияние концентрации бора и углерода в смеси на фазовый состав диффузионного слоя 86
4.3. Выводы 94
5. Влияние технологических факторов на структуру однофазно го боридного слоя 96
5.1. Интенсификация борирования в смеси, содержащей бор
и углерод 96
5.2. Разработка составов для однофазного борирования и бороцементации 101
5.3. Особенности формирования диффузионных слоев в порошковой смеси карбида бора и древесноугольного карбюризатора 122
5.4. Выводы 125
6. Исследование свойств диффузионных слоев 128
6.1. Сравнительная износостойкость диффузионных слоев... 128
6.1.1. Сухое трение скольжения 129
6.1.2. Фреттинг-коррозия 137
6.2. Сравнительная коррозионная стойкость диффузионных слоев 141
6.3. Выводы 145
7. Внедрение в промышленность технологии однофазного борирования дисков АРЛ 147
Общие выводы 156
Литература 159
Приложение 174
- Характеристика методов борирования с точки зрения вероятности образования дефектов борированного слоя
- Дефекты, обусловленные тепловыми и структурными напряжениями
- Влияние концентрации бора и углерода в смеси на фазовый состав диффузионного слоя
- Разработка составов для однофазного борирования и бороцементации
Введение к работе
Принятые на ХХП съезде КПСС "Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" предусматривают повышение эффективности общественного производства на основе его всесторонней интенсификации, улучшения качества продукции, высокой ее надежности и долговечности.
Поставленная задача требует осуществления комплекса мероприятий, направленных на разработку и внедрение эффективных методов повышения прочностных свойств металла и сплавов.
Одним из перспективных направлений повышения эксплуатационных свойств применяемых материалов является химико-термическая обработка. Она позволяет изменять химический состав внешних слоев металла, обеспечивая, таким образом, требуемое распределение свойств от поверхности к сердцевине изделий.
Борирование поверхности изделий значительно повышает их твердость, износостойкость и коррозионную стойкость. Однако существенным недостатком процесса диффузионного насыщения бором . является повышенная хрупкость боридов и образование дефектов в микроструктуре слоя.
В литературе отмечается наличие тех или иных дефектов в бо-рированном слое. Но имеющиеся сведения о причинах их появления носят противоречивый характер, а следовательно нет четких рекомендаций по их устранению в производственных условиях. Кроме того, образование дефектов возможно при всех методах борирования.
Поэтому в данной работе исследовано качество борированного слоя в производственных условиях двух заводов, применяющих наиболее распространенные методы борирования - электролизное и порош-
новое. Так, после электролизного борирования в условиях Минского тракторного завода на поверхности пальцев трака из стали 38ХС выявлены сетка трещин, сколы и другие дефекты. Аналогичные дефекты обнаружены на распределительных дисках из стали 40Х после борирования в порошке карбида бора на Ульяновском машиностроительном заводе. По данным обоих предприятий, образование дефектов в слое значительно уменьшает срок службы борированных изделий.
В работе выполнен анализ дефектов и на его основе выбраны наиболее рациональные условия электролизного и порошкового борирования повышающие эксплуатационные характеристики пальцев трака и распределительных дисков гидросистем.
Согласно имеющихся в литературе сведений известно также, что после борирования в смеси, содержащей бор и углерод, уменьшается количество дефектов и улучшаются свойства изделий. Положительный эффект достигается формированием на поверхности деталей однофазного боридного слоя.
В данной работе разработана технология однофазного борирования в смеси, содержащей бор и углерод, обеспечивающая повышение качества и эксплуатационных свойств изделий.
Научная новизна результатов исследований состоит в следующем:
Впервые предложена классификация дефектов борированного слоя в зависимости от причины их возникновения.
Выявлено изменение химического состава на отдельных участках борированного слоя в зависимости от условий насыщения.
Представлена подробная характеристика дефектов, вызванных остаточными напряжениями и перераспределением элементов в зоне
1 Подробное описание технологии электролизного и порошкового борирования см. в разделе 2.2,
^ Литературный обзор по борированию в смеси, содержащей бор и углерод, представлен в разделе 1.3.
боридов.
4. Разработан общий принцип получения порошковых насыщающих
сред, содержащих бор и углерод, для однофазного борирования:
а) выбор добавок, уменьшающих содержание высокобористой фазы
в слое;
б) термодинамический расчет реакций, проходящих в газовой фа
зе и на поверхности металла при насыщении из смеси В^С и ДУ;
в) построение структурных диаграмм "толщина слоя - состав
смеси";
г) выбор количественного соотношения компонентов порошковых
насыщающих сред для однофазного борирования, снижающего возмож
ность образования дефектов в зоне боридов.
Установлено, что реакции насыщения сталей бором и углеродом из смеси на основе В^С и ДУ могут проходить достаточно глубоко и полно при более низких концентрациях оксидов бора и углерода в газовой фазе по сравнению с реакциями борирования в техническом карбиде бора и науглероживания в твердом карбюризаторе.
Впервые подробно исследован фазовый состав диффузионных слоев после насыщения в смесях, содержащих одновременно бор, углерод, а также кремний, и построены структурные диаграммы "толщина слоя - состав смеси" для систем В^С - ДУ , В^С - графит, В^С - графит - ДУ, В^С - графит
На составы, улучшающие свойства сталей, получено положительное решение о выдаче авторского свидетельства № 3524551/22-02(195494) от II мая 1983 г. и а.с. Ш 986958, № 986960, №1010160.
Автор защищает
Результаты исследования дефектов борированного слоя.
Составы для однофазного борирования, обеспечивающие повы-
1 ДУ - древесноугольный карбюризатор (березовый) ГОСТ 2407-73.
шение качества боридного слоя и эксплуатационных свойств изделий.
Результаты термодинамических расчетов реакций, проходящих в газовой фазе и на поверхности металла при насыщении из смеси В^С и ДУ.
Составы для формирования борокарбидного слоя и бороцемен-тованного слоя без избыточных боридов и карбидов, обеспечивающие повышение износостойкости сталей.
Результаты сравнительных исследований физико-механических свойств диффузионных слоев.
Промышленную технологию однофазного борирования дисков автоматических роторных линий (АРЛ).
Практическая ценность работы. На основании анализа дефектов установлена необходимость совершенствования действующей технологии двухфазного борирования, а также разработки технологии однофазного борирования. Выданы конкретные рекомендации по совершенствованию электролизного борирования пальцев трака без изменения фазового состава слоя.
Установлена перспективность применения однофазного борирования в порошках для упрочнения распределительных дисков гидросистем, имеющих сложную форму поверхности, на которой трудно получить равномерный боридный слой без сетки трещин и сколов. Разработана технология однофазного борирования в смесях, содержащих одновременно бор и углерод. В результате замены двухфазного борирования на однофазное срок службы дисков увеличился в 3-12 раз.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с Госбюджетной темой ГБ-8І-08 "Разработать и освоить в производстве технологический процесс создания коррозионно- и износостойкого покрытия на основе бора" по программе 0.Ц.ОІ7, утвержденной ГКНТ и Госплана СССР, АН СССР 12.12.1980 г. (№ гос.per. 81028404), а
также планом х/д № 702 от 2.03.1978 г. с Ульяновским машиностроительным заводом (Б900030, № гос.per. 78050514).
Годовой экономический эффект от внедрения технологии однофазного борирования на Ульяновском машиностроительном заводе составляет 52,5 тыс.рублей.
Характеристика методов борирования с точки зрения вероятности образования дефектов борированного слоя
Возможность борирования в различных насыщающих средах рассматривается авторами работ /4,9,10,28-31/. Однако наиболее подробная классификация существующих методов и способов борирования предложена в работе /6/. Согласно представленных данных, основными являются методы диффузионного насыщения в газовых средах, в порошках, в расплавах солей и электролитов. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Поэтому заранее нельзя определить, какой из них в большей степени подходит для исследования причин образования дефектов. Во-первых, он должен быть перспективным в отношении промышленного использования. Во-вторых, этот метод борирования должен содержать необходимое для исследования максимальное количество технологических факторов, оказывающих воздействие на качество диффузионного слоя. Поэтому необходимо изложить технологические особенности основных методов борирования. Технология борирования в газовых средах
Как отмечается в работе /30/, первые установки, пригодные для практического использования газового борирования, были созданы в СССР. В настоящее время /6,9,29,30,32/ насыщение бором производят путем разложения следующих газообразных соединений бора: диборана (E 2H(,) треххлористого бора (ВС ), трехбромистого бора (ВВг ), триметилбора [(СН зВ] . Для осуществления процесса борирования детали собирают на специальном приспособлении и загружают в реакционную камеру, нагретую до температуры 800-950 С. После герметизации установку продувают инертным газом в течение 3-5 мин и создают избыточное давление. Борсодержащий газ подают через инжекторный смеситель.
Как указывается в работах /6,29/ наиболее целесообразно применение диборана или треххлористого бора. Для того, чтобы на стенках реактора и деталях не откладывался слой элементарного бора, газы разбавляют водородом, аргоном, очищенным азотом или аммиаком. Наибольшую скорость диффузионного насыщения обеспечивает смесь диборана и треххлористого бора с водородом в соотношении 1/25 1/225 и I/I5 1/20, соответственно. Давление борсодержа-щего газа в реакторе создают в пределах 23,4 ПГ - 28,6»105 Па.
Газовые среды - наиболее активная насыщающая атмосфера. Тем не менее, до настоящего времени, процесс газового борирования не нашел применения в промышленности /16,30/. Как отмечается в работах /16,31,33/ его применение сдерживается токсичностью газовых сред, высокой стоимостью боросодержащей атмосферы, необходимостью специального оборудования, сложностью и взрывоопасностью процесса насыщения. Кроме того, борирование в атмосфере, содержащей трех-хлорид бора сопровождается разрушением поверхности деталей и реактора хлором в результате протекания обменных реакций.
На основании вышеизложенного, в работе /31/ делается вывод, что газовое борирование не перспективно для промышленного использования. Поэтому в настоящее время находят применение более про стые и надежные в технологическом отношении методы борирования. Согласно /8/, наибольшее распространение получили жидкостное, электролизное и порошковое борирование. Технология борирования в расплавах
Жидкостное борирование проводят /4,6,9,10,29,30/ в расплавах основу которых, обычно, составляет техническая бура ( NCI2B4O7 ) В качестве ее электрохимических восстановителей применяют карбид бора (В С ) или карбид кремния (SLC), которые добавляют в количестве 40% и 30%, соответственно. Можно также использовать ферромарганец (ФМн95), металлический марганец (Мр1 ), силикомарганец (СМнП), силикоцирконий (СиЦр50). Процесс борирования осуществляется в любых тигельных ваннах, обеспечивающих получение температуры 900-1050 С. Детали загружаются в связках или на приспособлениях и выдерживают в расплаве до 10 ч в зависимости от требуемой толщины диффузионного слоя. При длительной работе ванны происходит естественное старение расплава, которое выражается в ослаблении его насыщающей способности. Поэтому через 80-100 ч работы расплав освежают, а через 2-3 месяца заменяют новым.
Качество слоя при жидкостном методе борирования определяется следующими технологическими факторами: температурой процесса, временем выдержки, химическим составом насыщающей среды и состоянием расплава в момент борирования (включая естественное старение, загрязнение и расслаиванием расплава).
Несмотря на простоту исполнения, жидкостное борирование применяется в промышленности значительно реже, чем порошковый или электролизный методы насыщения. Очевидно это вызвано следующими недостатками процесса насыщения в расплаве: "нестабильностью поведения расплава и относительно большой продолжитель ностыо обработки для получения слоя более 0,15 мм" /V» значительным выносом расплава с обрабатываемыми изделиями /29/, трудоемкостью отмывки от расплава деталей сложной формы /8,29/.
В связи с тем, что жидкостное борирование не нашло широкое распространение в промышленности, в данной работе его не использовали для изучения причин образования дефектов борированного слоя.
Дефекты, обусловленные тепловыми и структурными напряжениями
При охлаждении с температуры химико-термической обработки в борированном изделии возникают тепловые напряжения. Их появление вызвано различной скоростью охлаждения поверхности и сердцевины металла. Фазовые превращения изменяют удельный объем структур и сопровождаются образованием структурных напряжений. Наличие бо-ридов, отличающихся коэффициентами линейного расширения от основного металла, усиливает напряжения в деталях. Структурные и тепловые напряжения формируют временные напряжения в боридном слое и основном металле. В результате воздействия достаточно высоких температур химико-термической обработки происходит постепенное ослабление (релаксация) временных напряжений. Охлаждение бориро-ванных изделий затрудняет релаксацию временных напряжений. Поэтому при комнатной температуре в металле сохраняются остаточные напряжения.
Измерению остаточных напряжений в борированной стали посвящено большое количество работ /4,19,22,78,89-91/. Авторы применяли в своих исследованиях различные условия борирования и последующей термической обработки, исходные материалы и методы определения остаточных напряжений. Поэтому результаты их работы позволяют представить общую закономерность распределения напряжений в борированных слоях.
Согласно данным работы /V» н& поверхности образцов из стали 4-ОХС, охлажденных на воздухе после борирования, возникают сжимающие напряжения 400-550 МПа. Удаление от поверхности вглубь металла вызывает изменение сжимающих напряжений на растягивающие. Пик растягивающих напряжений, локализующийся на очень ограниченном участке протяженностью 0,1-0,2 мм, находится в подслойной зоне на глубине 0,15-0,20 мм от поверхности и достигает значений 650 МПа.
Объемная закалка образцов, в том числе изотермическая, сопровождается возникновением в слое остаточных растягивающих напряжений, достигающих на поверхности значений 300 МПа. По мере удаления от поверхности их величина уменьшается и на расстоянии около 0,3 мм они переходят в сжимающие.
Влияние скорости охлаждения стали 45 после борирования и во время последующей термообработки на характер распределения временных и остаточных напряжений подробно рассматривается в работе Б.З.Полякова /92/. Расчеты, выполненные в этой работе, показывают, что медленное охлаждение в интервале температур 950-730 С сопровождается пластической деформацией сердцевины. Однако тепловые напряжения не успевают полностью релаксировать и в слое формируются временные напряжения сжатия. Образование феррита и эв-тектоидный распад аустенита сопровождаются увеличением объема металла и формированием в диффузионном слое временных растягивающих напряжений, максимум которых приходится на зону FeB. При охлаждении в районе 500 С в слое происходит резкая смена напряжений на сжимающие в зоне FeB + Fe2B и особенно Fe„B , в то время, как в зоне борида FeB по-прежнему сохраняются растягивающие напряжения. В процессе дальнейшего охлаждения в боридном слое формируются временные напряжения сжатия, которые при комнатной температуре достигают 300 МПа с поверхности и 1000 МПа в зоне FeB.
С увеличением скорости охлаждения понижается температура начала и конца %- оС превращения, увеличивается его объемный эффект и, как следствие, уменьшаются остаточные напряжения ежа тия. Также как и при медленном охлаждении, в случае закалки в интервале температур 840-600 С имеет место пластическая деформация сердцевины, а при более низких температурах - упругое взаимодействие слоев. Но, в отличие от медленного охлаждения во всем интервале температур, вплоть до температуры мартенситного превращения, в боридном слое реализуются только напряжения сжатия. Объемный эффект при мартенситном превращении изменяет знак напряжений на обратный.
В процессе отпуска происходит распад мартенсита, уменьшается объем сердцевины и увеличиваются остаточные напряжения сжатия в боридном слое.
Таким образом, на поверхности изделия могут возникать растягивающие напряжения. Если они достигают предела прочности боридов на растяжение, то образуются трещины, сколы или шелушение в диффузионном слое.
Влияние концентрации бора и углерода в смеси на фазовый состав диффузионного слоя
Исследование микроструктуры диффузионных слоев производили после химико-термической обработки образцов в порошковых смесях, состоящих из карбида бора (В С) и древесноугольного карбюризатора (ДУ). Применение порошковых смесей позволило точно задавать содержание компонентов в насыщающих средах. Изменение фазового состава диффузионных слоев на стали 20 в зависимости от концентрации компонентов в смеси представлено на рис. 5 и б после насыщения при 920 С в течение 4- часов.
Согласно диаграммы (рис. б) все образующиеся слои делятся по структуре на четыре вида (рис. 5). Двухфазные боридные слои с микротвердостью 17300 и I5I00 МПа для FeB и Fe2B , соответственно, формируются в смесях, содержащих до 20% ДУ. Дальнейшее повышение содержания ДУ от 20 до 70% вызывает образование на поверхности металла однофазных боридных слоев. Наличие в смеси от 70 до 95% ДУ увеличивает ее науглероживающую способность. Боридная зона исчезает, а бороцементованный слой имеет эвтектоидную структуру. Типичные цементованные слои образуются в насыщающей смеси, содержащей 97-100% ДУ. Следует отметить, что добавки 3-5% В С практически прекращают цементацию в древесноугольном карбюризаторе.
Диффузионный слой без боридов формируется в смеси карбида бора с 70-95% ДУ (рис. 5 в). После термообработки твердость такой поверхности составляет 39-46 НКСЭ, в то время, как обычная цементация в древесноугольном карбюризаторе и термическая обработка по тому же режиму обеспечивают твердость поверхности стали 20 в пределах 60-62 НКСЭ. Вероятно присутствие карбида бора в насыщающей смеси снижает концентрацию углерода в слое.
Для определения содержания углерода в слое обычно применяют объемный метод /125/. Сущность его состоит в определении концентрации углерода по разности между первоначальным объемом газов и полученным сжиганием навески стали в потоке кислорода. В данном случае этот метод не применим в связи с тем, что поверхность металла науглероживается не равномерно, а с помощью химического анализа определяется только среднее значение измеряемой величины.
Микрорентгеноспектральный метод исследований на MICROSCkN_5 также не позволяет установить количественное содержание легких элементов (см.раздел 2.3). В отдельных участках слоя (рис. 5 в) удалось определить лишь качественные изменения интенсивности рентгеновского излучения в сторону увеличения содержания бора по сравнению с цементированным слоем (рис. 5 г) и углерода по сравнению с переходной зоной под боридами (рис. 5 а). Результаты даль-Закалка 880 С, вода й отпуск 200 С, I час. нейших исследований диффузионных слоев без боридов и карбидов представлены в разделе 5.2.
В работах /104,126/ исследовалось влияние бора и углерода в стали на структурные превращения. Согласно /104/ наличие бора в малоуглеродистых сталях замедляет выделение феррита и образование перлита при охлаждении, благодаря чему превращение в перлитной области сильно тормозится и конец его сдвигается к более длительным выдержкам. По данным /126/ в результате снижения температуры перлитного превращения, оно начинается при меньшем содержании избыточного феррита и цементита. Эвтектоид, отличающийся по концентрации углерода называется квазиэвтектоидом. Для малоуглеродистых сталей содержание углерода в квазиэвтектоиде обычно меньше 0,8%. Очевидно, диффузионный слой без боридов и карбидов (рис. 2 в) представляет собой квазиэвтектоид, полученный в результате одновременной диффузии бора и углерода из смеси данного состава.
Переходная зона между боридами и основным металлом представляет собой твердый раствор бора и углерода в железе, а ее толщина определяется глубиной проникновения бора /6/. Для всех составов на основе В С, содержащих от 0 до 70% ДУ (рис. 6), переходная зона имеет равную толщину, т.к. температура и время борирования постоянны. Она содержит в своем составе феррит и перлит и отличается от структуры основного металла (рис. 5 а,б).
Экспериментальная проверка изменения содержания феррита и перлита в переходной зоне непосредственно под боридным слоем и в диффузионных слоях без боридов выполнена с помощью автоматического структурного анализатора ЕPIQUANT . Стереометрическое исследование образцов из стали 20 после обработки в течение 4- часов при температуре 920 С показало (рис. 7), что увеличение количества древесноугольного карбюризатора в насыщающей смеси уменьшает ферритные области в зоне диффузии и способствует образованию перлита.
Разработка составов для однофазного борирования и бороцементации
Влияние количества кислородсодержащего активатора на толщину однофазного боридного слоя определяли при 900 С и времени выдержки 4- часа (рис. 9). Согласно полученных экспериментальных данных максимальная толщина слоя образуется в порошковой смеси с I%KMnO/,, NcuCO, или СаС05. Дальнейшее увеличение содержания окисляющих солей снижает толщину однофазного боридного слоя. Очевидно, это вызвано поъышением количества оксида бора (Ш) на поверхности изделий, который затрудняет взаимодействие борирующей атмосферы с поверхностью металла.
Для всех сталей и железа наблюдается общая закономерность уменьшения количества и толщины моноборида FeB с увеличением содержащия древесноугольного карбюризатора в смеси. Так из рис. 10 следует, что в микроструктуре слоя на стали 4-5 образуются лишь отдельные иглы FeB после введения 10% ДУ в насыщающую смесь. Если количество карбюризатора увеличивается до 20%, то на поверхности металла формируется однофазный боридный слой.
При рентгеноструктурном анализе диффузионных слоев, образованных в различных борирующих средах, повышение содержания древесноугольного карбюризатора сопровождается ослаблением интенсивности линий борида FeB. Когда количество ДУ в смеси достигает 20%, на рентгенограммах боридных слоев не обнаруживается высоко-бористая фаза FeB . Результаты микроструктурного, рентгенострук-турного и дюраметрического анализов фазового состава боридных слоев, образованных в различных насыщающих средах, на инструмен тальных и конструкционных сталях изображены на рис. II и в табл. 1-3 прил. Согласно этих данных, микротвердость боридов выравнивается по всей толщине диффузионного слоя при увеличении количества древесноугольного карбюризатора в смеси. В микроструктуре однофазного слоя исключается возможность образования параллельных трещин, которые обычно проходят по границе FeB Fe2B двухфазного слоя, а также скалывание боридов.
Скорость формирования боридного слоя в зависимости от состава порошковой среды исследовали в интервале температур от 880 до 960 С и времени выдержки от 2 до б часов (рис. 12-14). Результаты экспериментов показали, что условия химико-термической обработки в смеси, содержащей бор и углерод, в широких пределах изменяют толщину боридного слоя на конструкционных, инструментальных сталях и армко-железе. По данным графикам можно выбрать температуру процесса и время выдержки, обеспечивающие формирование боридного слоя требуемой толщины с учетом некоторого снижения скорости борирования при введении древесноугольного карбюризатора в насыщающую смесь.
Таким образом, лучшими порошковыми средами для однофазного борирования на основе карбида бора и древесноугольного карбюризатора с кислородсодержащими соединениями в качестве активаторов являются следующие составы:
Интенсификация бороцементации в смеси, содержащей бор и углерод, представляет собой ускорение двух одновременно протекающих процессов - борирования и цементации. Поэтому при совместном насыщении бором и углеродом по аналогии с однофазным борировани-ем в качестве активаторов использовали кислородсодержащие соединения Na2C03 и KMnOz, .
Как отмечалось выше для формирования бороцементованного слоя с карбидами необходимо применение сталей в исходном составе которых содержится достаточное для образования избыточных карбидов количество углерода. В этом случае последующая термическая обработка обеспечивает высокую твердость подслоя и, как следствие, улучшение эксплуатационных свойств изделий. Вот почему для боро-цементации использовали стали У8 и 7X3. Химико-термическую обработку проводили при 960 С в течение 4 часов.
Микроструктурным методом выявлено изменение количества избыточных карбидов в диффузионных слоях на стали У8 (рис. 15 а,б). После цветного травления борид Fe2B окрашивается в темный цвет, в то время, как карбоборидная фаза остается белой. По всей вероятности имеет место следующий механизм формирования бороцементованного слоя с карбидами. Увеличение количества древесно-угольного карбюризатора с 20 до 40% сопровождается уменьшением толщины и плотности образующегося боридного слоя. Когда количество ДУ достигает 40% на поверхности стали У8 одновременно с боридами образуются карбиды, которые располагаются между боридными иглами. Как показали результаты термодинамических расчетов, представленные в разделе 4.1, константы равновесия реакций совместного насыщения бором и углеродом значительно превышает константу равновесия реакции науглероживания с образованием карбида. Это значит, что реакции совместного насыщения сталей бором и углеродом могут проходить достаточно глубоко и полно при более низких по сравнению с традиционным борированием или цементацией концентрациях оксида бора и углерода в насыщающей среде. Таким образом в смеси, содержащей 60% В С и 40% ДУ одновременно образуется борид и борокарбид.
