Рентгенструктурні дослідження борованого шару Сталі 20
Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

РЕНТГЕНСТРУКТУРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ БОРОВАНОГО ШАРУ СТАЛІ 20

Горобчук Ю.В. (ПМ-10сп), Донецкий национальный технический университет
Керівник – к.т.н., доцент кафедри фізичного матеріалознавства Власенко М.М.

Боровані сталі мають високі антикорозійні властивості в різних агресивних середовищах. Однак у промисловості боридні покриття, як антикорозійні, сьогодні практично не використовуються, хоча за стійкістю у більшості агресивних середовищ вони перевершують всі інші відомі дифузійні покриття. Метою даних досліджень було вивчення фазового складу борованого шару сталі 20 і особливостей його зміни при заглибленні у зразок.

Матеріалом для досліджень служили циліндричні зразки зі сталі 20 діаметром 20 і висотою 30 мм. Борування проводили електролітичним методом у розплаві складом 70% Na2B4O7 i 30% SiC при температурі 950oС і густині струму 50 мА/см2. Час борування тривав 2 і 4 години. Після борування зразки повільно охолоджувались на повітрі або піддавались гартуванню шляхом охолодження у воді.Рентгеноструктурні дослідження проводились на дифрактометрі ДРОН-3 у нефільтрованому випромінюванні рентгенівської трубки з залізним анодом у інтервалі кутів дифракції від 30 до 90o.

Якісний фазовий аналіз досліджених зразків показав, що за згаданих умов борування на поверхні зразків чітко фіксується наявність дифракційних ліній, що відповідають двом боридним фазам заліза: Fe2B i FeB (півборид і борид заліза). Дифракційні лінії, що відповідають -Fe, на дифрактограмі з поверхні зразку відсутні. Після зняття шару зразку товщиною 10 мкм шляхом абразивного зішліфовування фазовий аналіз показує повне зникнення на дифрактограмі ліній, що відповідають фазі FeB, відсутні також лінії, що відповідають фазі -Fe. При подальшому заглибленні у зразок з кроком 10 мкм на дифрактограмі залишаються лише лінії фази Fe2B, інтенсивність яких поступово зменшується, а інтенсивність лінії (200) -Fe починає зростати. Більш інтенсивна лінія (110) -Fe, на жаль, має такий же кут дифракції, що і лінії (200) FeB і (211) Fe2B. Тому появу, або зникнення фази -Fe контролювали по лінії (200). У цілому характер поведінки фазових складових залишається однаковим для зразків, борованих протягом 2 і 4 години, різниця полягає лише в тому, що глибина борованого шару Fe2B має більшу протяжність у глибину зразка і, відповідно, при знятті матеріалу зразка більш пізніше з’являються лінії -Fe.

Проведені дослідження підтвердили можливість отримання монофазного боридного покриття при густині струму, що не перевищує "критичного" для даного складу розплаву, яке при гартуванні не утворює на поверхні зразку тріщин і відколів.