Введение
1 Формирование поверхностно упрочненных слоев на сталях методами, основанными на насыщении бором (литературный обзор) 17
1.1 Влияние бора на структуру и свойства металлических материалов 17
1.2 Бориды железа 20
1.3 Методы диффузионного насыщения железоуглеродистых сплавов бором 29
1.4 Строение диффузионного слоя 33
1.5 Высокоэнергетические методы поверхностного упрочнения материалов
1.5.1 Плазменные технологии 36
1.5.2 Лазерные технологии 38
1.5.3 Электродуговая наплавка 40
1.5.4 Электронно-лучевые технологии 42
1.6 Выводы 48
2 Материалы и методы исследования 50
2.1 Материалы исследования 50
2.2 Оборудование и технологические режимы вневакуумной электроннолучевой наплавки борсодержащих смесей 51
2.3. Оборудование и технологические режимы диффузионного насыщения стали бором и углеродом 54
2.4 Методы исследования структуры поверхностно упрочненных материалов 56
2.4.1 Оптическая металлография 59
2.4.2 Растровая электронная микроскопия и волнодисперсионный анализ материалов 59
2.4.3 Трансмиссионная электронная микроскопия
2.5 Рентгенофазовый анализ 61
2.6 Методы исследования механических и триботехнических свойств 61
2.6.1 Дюрометрические исследования 61
2.6.2 Испытания на трение о закрепленные частицы абразива 62
2.6.3 Испытания материалов на трение о нежестко закрепленные частицы абразива 64
2.6.4 Испытания на трение скольжения по схеме «диск - плоскость» 64
2.6.5 Испытания на ударный изгиб 66
2.7 Анализ топографии поверхности 68
3 Структура и свойства поверхностных слоев стали, полученных по технологии вневакуумной электроннолучевой наплавки порошка карбида бора 69
3.1 Структурные исследования упрочненных слоев, сформированных методом электронно-лучевой наплавки порошковых смесей в воздушной атмосфере 69
3.1.1 Особенности тонкого строения наплавленных слоев, сформированных в результате высокоэнергетического воздействия 83
3.2 Свойства поверхностных слоев стали, упрочненных по технологии электронно-лучевой наплавки порошковых смесей B4C – Fe 89
3.2.1 Дюрометрические исследования 89
3.2.2 Влияние вневакуумной электронно-лучевой наплавки борсодержащих порошковых смесей на ударную вязкость стали 93
3.2.3 Износостойкость поверхностных слоев при трении в условиях воздействия закрепленных абразивных частиц 100
3.2.4 Износостойкость поверхностных слоев при трении в условиях воздействия нежестко закрепленных абразивных частиц 103
3.2.5 Износостойкость поверхностных слоев в условиях трения скольжения 109
3.3 Выводы 115
4 Структура и свойства поверхностных слоев стали, сформированных методом вневакуумной электронно лучевой наплавки порошковой смеси B4C – Ti – Fe 118
4.1 Структурные исследования поверхностно упрочненных материалов, сформированных по технологии вневакуумной электронно-лучевой наплавки 118
4.1.1 Тонкое строение слоев, полученных по технологии вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошковой смеси B4C – Ti – Fe 133
4.2 Свойства поверхностных слоев стали, упрочненной по технологии электронно-лучевой наплавки порошковых смесей B4C – Ti – Fe 133
4.2.1 Микротвердость упрочненных слоев 133
4.2.2 Влияние вневакуумной электронно-лучевой наплавки борсодержащих порошковых смесей на ударную вязкость материалов 140
4.3 Триботехнические исследования наплавленных слоев 145
4.3.1 Износостойкость поверхностных слоев при трении в условиях воздействия нежестко закрепленных абразивных частиц 145
4.3.2 Износостойкость поверхностных слоев при трении в условиях воздействия закрепленных абразивных частиц 150
4.3.3 Износостойкость поверхностных слоев в условиях трения скольжения 152
4.4 Выводы 155
5 Апробация результатов экспериментальных иссл едований 160
5.1 Рекомендации по применению вневакуумной электронно-лучевой наплавки для повышения стойкости изделий 160
5.1.1 Применение вневакуумной электронно-лучевой наплавки для повышения стойкости втулок прикатывающих валков 162
5.1.2 Применение вневакуумной электронно-лучевой наплавки для повышения стойкости стрельчатых лап 163
5.1.3 Применение вневакуумной электронно-лучевой наплавки борсодержащих порошковых материалов для упрочнения рабочей поверхности буровой коронки 163
5.2 Применение результатов исследований в учебном процессе 166 5.3 Выводы 166
Заключение 168
Список литературы 171
