Increasing wear resistance of carbon steel complex boriding coatings for participation of silicon

ЧЕРНЕГА, С. М.; Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»; ПОЛЯКОВ, І. А.; Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»; КРАСОВСЬКИЙ, М. О.; Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України (2015)
Національний Авиаційний Університет
Ukrainian
Array
JObject, JObject, JObject, JObject, JObject
Shows the results of the research boride coatings obtained at complex saturation with boronand silicon for carbon steels. Investigated the structure, phase composition, distribution ofelements on the layer thickness, crack resistance and wear resistance complex coatings obtainedat saturation with boron and silicon in conditions of dry friction - sliding in air. Establishedthat boride coating obtained in medium with the addition of silicon or fero-silicon consistof a boride phases FeB, Fe2B and additionally graphite phase. It is shown that the coatingsobtained at complex saturation with boron and silicon provides the optimal complexcharacteristics of boride phases at wear, namely: sufficient microhardness – 19 GPa, increasingthe parameter value K1c – 2.2 MPa∙m0,5 compared with 1.2 MPa∙m0,5 without complexsaturation and rising voltage chipping values up to 485 MPa as compared with 170 MPa forthe boride layers. X-ray analysis revealed the distribution of thickness of silicon boron phaseswith the change of solubility of 0.01 to 0.5 wt.%. with a maximum concentration of siliconconcentration in phase Fe2B central zone boron coating Представлены результаты исследования по нанесению боросилицидних покрытий порошковым методом на углеродистые стали. Исследована структура, фазовый состав, распределение элементов по толщине слоя, трещиностойкость и износостойкость комплексных боросилицидних покрытий в условиях сухого трения - скольжения на воздухе. Установлено, что боридные покрытия, полученные в среде бора с добавлением кремния или ферокремния, состоят из боридных фаз FeB, Fe2B и дополнительно фазы графита. Боросилицидные покрытия имеют в 1,2 - 1,4 раза выше износостойкость чем боридные покрытия. Показано, что боросилицирование обеспечивает оптимальный комплекс характеристик боридных фаз при износе, а именно: достаточную микротвердость - 19 ГПа, повышение значения параметра К1с - 2,2 МПа · м0,5 сравнению с 1,2 МПа · м0,5 без комплексного насыщения и рост значений напряжений скалывания до 485 МПа в сравнению с 170 МПа для боридных слоев. Рентгеноспектральным анализом выявлено распределение кремния по толщине боридных фаз с изменением растворимости от 0,01 до 0,5% масс. при максимальном сосредоточении кремния в центральной зоне фазы Fe2B Подано результати дослідження з нанесення боросиліцидних покриттів порошковим методом на вуглецеві сталі. Досліджено структуру, фазовийсклад, розподіл елементів по товщині шару, тріщиностійкість і зносостійкість комплексних боросиліцидних покриттів в умовах сухого тертя – ковзання на повітрі. Встановлено, що боридні покриття, отримані в боруваль-ному середовищі з додаванням кремнію чи ферокремнію, складаються з боридних фаз FeB, Fe2B та додатково фази графіту. Боросиліцидні покриттямають в 1,2 – 1,4 рази вищу зносостійкість ніж боридні покриття. Показано, що боросиліціювання забезпечує оптимальний комплекс характеристикборидних фаз при зносі, а саме: достатню мікротвердість – 19 ГПа, підви-щення значення параметра К1с – 2,2 МПа·м0,5 порівняно з 1,2 МПа·м0,5 безкомплексного насичення і зростання значень напруг сколювання до 485 МПа впорівнянні з 170 МПа для боридних шарів. Рентгеноспектральним аналізомвиявлено розподіл кремнію по товщині боридних фаз зі зміною розчинностівід 0,01 до 0,5 % мас. при максимальному зосереджені кремнію в центральнійзоні фази Fe2B

Download from

Cite this article

BibTeX

Chicago

IEEE