Григорий Алексеевич Казакевич, аспирант кафедры «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава»
Москва, 127994, ул. Образцова, 9, стр. 9
Grigorii A. Kazakevich, Postgraduate of the Chair “Technology of Transport Engineering and Repair of Rolling Stock”
9, bld. 9 Obraztsova Str., Moscow 127994, Russian Federation
Алексей Юрьевич Попов, к.т.н., доцент кафедры «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава»
Москва, 127994, ул. Образцова, 9, стр. 9
Aleksei Yu. Popov, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair “Technology of Transport Engineering and Repair of Rolling Stock”
9, bld. 9 Obraztsova Str., Moscow 127994, Russian Federation
Для построения поверхности ликвидус пятикомпонентной системы Fe – B – Mn – C – Cr применялась методика построения в традиционных координатах «температура – концентрация» схем многокомпонентных диаграмм (n > 3), основанием которых являются n-угольники с дивергентной координатной сеткой при n > 4. Выбор системы обусловлен необходимостью упрочнения поверхностей деталей, изготовленных из большого количества низколегированных сталей борированием. Критическими точками поверхности ликвидус являлись температуры плавления химических элементов сплава, боридов и эвтектик двойных диаграмм состояния, которые являются сторонами пятигранной призмы. Принимались во внимание также отдельные экспериментальные температуры плавления сталей и рассчитанные температуры плавления новых эвтектик, образующихся при взаимодействии эвтектик двойных диаграмм состояния. Последние определялись по правилу эвтектической реакции, предусматривающему использование при расчете только температур плавления исходных эвтектик. Одновременно определялся и фазовый состав многокомпонентных боридных эвтектик системы. Полученная поверхность ликвидус показывает температуру начала кристаллизации и фазовый состав слоя при проведении борирования из обмазок литейных форм для поверхностного упрочнения отливок. Рассчитанные температуры плавления эвтектик образуют поверхности солидус системы. В соответствии с концентрационными значениями элементов, и особенно бора, в системе образуются пять поверхностей солидус при 1571, 1451, 1394, 1105 и 978 °С. Данные температуры плавления эвтектик являются границами между диффузионным и диффузионно-кристаллизационным механизмами формирования борированных слоев в твердом и затвердевающем состояниях обрабатываемых поверхностей. Следовательно, они определяют механизм формирования борированных слоев, их фазовый состав, структурную морфологию и свойства.
The authors used the technique of constructing the schemes of multicomponent diagrams (n > 3) in traditional coordinates “temperature – concentration”, the basis of which are n – angles with a divergent coordinate grid at n > 4, to construct the liquidus surface of the Fe – B – Mn – C – Cr five-component system. Choice of the system was determined by the need to harden the surfaces of parts made from a large number of low-alloy steels by boriding. The critical points of the liquidus surface were melting points of the alloy chemical elements, melting points of borides and melting temperatures of eutectics of the phase diagrams, which are the sides of a pentahedral prism. Individual experimental melting temperatures of the steels and calculated melting temperatures of new eutectics during the interaction of eutectics of double phase diagrams were also taken into account. The latter were determined according to the eutectic reaction rule, which provides for the use of only melting temperatures of the initial eutectics in the calculation. At the same time, phase composition of the multicomponent boride eutectics of the system was determined. The resulting liquidus surface shows the temperature at which crystallization begins and the phase composition of the layer during boriding of casting mold coatings for surface hardening of castings. The calculated melting temperatures of eutectics form the solidus surfaces of the system. In accordance with the concentration values of the elements, especially boron, five solidus surfaces are formed in the system at 1571, 1451, 1394, 1105 and 978 °C. These melting temperatures of eutectics are the boundaries between the diffusion and diffusion-crystallization mechanisms of formation of boronized layer in solid and solidifying states of treated surfaces, therefore, they determine the mechanism of formation of boronized layer, their phase composition, structural morphology and properties.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.