Введение
1 Упрочнение железоуглеродистых сплавов методами химико-термической обработки и ее актуальность в современном машиностроении 15
1.1 Классификация методов и способов химико-термической обработки 16
1.2 Физико-химические особенности многокомпонентной химико-термической обработки 19
1.2.1 Массоперенос при химико-термической обработке 20
1.3 Насыщение сталей бором и алюминием 25
1.3.1 Борирование сталей 25
1.3.2 Упрочнение технологической оснастки различными способами борирования 26
1.3.3 Алитирование сталей 31
1.3.4 Бороалитирование сталей 33
1.4 Химико-термоциклическая обработка 40
1.5 Анализ причин выхода из строя штамповой оснастки и пути повышения ее стойкости методами химико-термической обработки 44
1.6 Выводы 46
2 Материалы и методы исследования 48
2.1 Термодинамические расчеты 48
2.2 Материалы исследования 49
2.3 Технология и режимы бороалитирования в обмазках 52
2.4 Структурные методы исследования материалов 56
2.4.1 Оптическая микроскопия 56
2.4.2 Растровая электронная микроскопия и микрорентгеноспектральный анализ 57
2.4.3 Рентгенофазовый анализ 57
2.5 Определение микротвердости 58
2.7 Испытания на жаростойкость 58
2.8 Испытания на износостойкость 59
3 Термодинамический анализ химических реакций при бороалитировании 60
3.1 Приближенный метод расчета равновесия химических реакций 61
3.2 Анализ диаграмм состояния Fe-Al, Fe-B, Al-B-Fe 62
3.3 Расчет химических реакций 68
3.4 Выводы 72
4 Исследование структуры бороалитированных слоев 74
4.1 Отработка составов насыщающей обмазки для ороалитирования 74
4.2 Отработка режимов термоциклического бороалитирования в обмазках 82
4.3 Влияние температуры и времени выдержки при изотермическом бороалитировании на структуру диффузионного слоя 93
4.4 Влияние времени выдержки при высокотемпературном (1100 С) изотермическом бороалитировании на структуру диффузионного слоя 98
4.5 Выводы 100
5 Исследование жаростойкости и износостойкости бороалитированных слоев 102
5.1 Испытания на жаростойкость 102
5.2 Испытания на износостойкость 104
5.3 Промышленные испытания штамповой оснастки, обработанной по технологии бороалитирования 107
5.4 Выводы 108
Заключение 110
Список литературы 113
Приложения 133
Приложение А (Патент на изобретение «Обмазка для бороалитирования стальных изделий») 134
Приложение Б (Патент на изобретение «Способ термоциклического бороалитирования стальных изделий») 136
Приложение В (Комплект штамповой оснастки (технологическая документация)) 138
Приложение Г (Акт промышленных испытаний штамповой оснастки) 141
Приложение Д (Акт использования результатов диссертационной работы в учебном процессе) 142
