Добірка наукової літератури з теми "Легований шар"

В статті представлений новий спосіб цементації сталевих деталей електроіскровим легуванням (ЕІЛ), який дозволяє підвищити продуктивність процесу цементації та зносостійкість її поверхневого шару. Спосіб відрізняється тим, що в якості матеріалу аноду застосовують порошок графіту, а катодом є деталь з низьковуглецевої або середньовуглецевої легованої сталі. Легування порошком графіту проводять з продуктивністю 0,028-0,056 хв/см2, при варіюванні енергії розряду в діапазоні 0,6-4,3 Дж. При використанні в якості матеріла катоду сталі 12X18H10Т формується поверхневий шар підвищеної твердості товщиною від 4-5 до 100-150 мкм, а при легуванні сталі 40X з продуктивністю 0,044 хв./см2 та енергією розряду 2,8 Дж поверхневий шар підвищеної твердості має товщину більше 0,15 мм. Шорсткість поверхні (Ra) при цьому відповідає 0,6-0,7 мкм.

Cпектри пропускання і фарадеївського обертання площини поляризації світла, виміряні при температурі 2 K, порівняно для монокристалів 4H–SiC, імплантованих іонами Mn і 6H–SiC, імплантованих іонами Fe і контрольних зразків тих же монокристалів, що не піддавалися імплантації. Імплантацію проводили при енергії пучка 190 кеВ і з повними дозами опромінення 3,8 · 1016 см–2 і 5,5 · 1016 см–2. Вона приводить до створення поверхневих шарів з товщиною близько 0,2 мкм, легованих цими іонами, із середньою концентрацією іонів Mn або Fe близько 1021 см–3. Пропускання світла через імплантовані кристали змінилося незначно у порівнянні з контрольними, що, однак, відповідало відносно великомукоефіцієнту ослаблення світла в шарі з введеними іонами. Це інтерпретовано як результат розсіювання світла на неоднорідностях, створених потоком високоенергетичних іонів у цьому шарі. Присутність поверхневого шару, що містить магнітні іони, привело до значних змін у фарадеївському обертанні площини поляризації світла. Величини констант Верде для цього шару виявилися приблизно на три порядки більшими за модулем і протилежного знака в порівнянні з їх значеннями для контрольних зразків. Магнітопольові залежності фарадеївського обертання від шару з іонами Mn виявилися функціями поля, що насичуються. Це вказує на пропорційність фарадеївського обертання намагніченості парамагнітної підсистеми іонів Mn. У випадку шару, імплантованого іонами Fe, вони є лінійними за полем, подібно до того, як це спостерігається в AIIFeBIV напівмагнітних напівпровідниках. Зроблено припущення, що іони Fe у SiC, так як і у AIIFeBIV, знаходяться у синглетному стані і набувають намагніченості у зовнішньому полі через механізм, подібний ван-флеківській намагніченості. Встановлено, що шари SiC із введеними іонами Mn або Fe демонструють магнітооптичні властивості, типові для розведених магнітних (напівмагнітних) напівпровідників. Разом з тим у вивчених (SiC,Mn)C і (SiC,Fe)C зразках не спостерігалося феромагнітного упорядкування.

Досліджено оптичне поглинання, відбивання і люмінесценцію CdTe:Ca. Встановлено, що отримані леговані Ca поверхневі шари характеризуються інтенсивною фотолюмінесценцією з η = 8-10% у крайовій області. Випромінювання формується внаслідок міжзонної рекомбінації вільних носіїв заряду і анігіляцією зв’язаних на ізовалентних домішках Ca екситонів. Зазначені складові спостерігаються у диференційних спектрах оптичного відбивання Ŕω у приповерхневому шарі отриманому при легування ізовалентною домішкою Ca підкладинок CdTe. Встановлено, що легування обумовлює утворення p-типу провідності.

Описано методику отримання тонких шарів кадмій телурид p-типу провідності шляхом хімічного легування поверхні кристалів кадмій телуриду кальцієм або літієм.Досліджено залежності електричних властивостей одержаних плівок від технологічних факторів їх отримання. Визначено провідність легованого шару, швидкість та глибину дифузії.

Мета. Встановлення закономірностей формування трифазного композиту при навуглецюванні залізних сплавів, легованих декількома карбідоутворюючими елементами, виявлення зв'язку структури поверхневого навуглецьованого шару з його властивостями, обґрунтування теоретичних і практичних основ виготовлення природних композиційних матеріалів з використанням хіміко-термічної обробки є метою даної роботи.Методика. Дослідження проводилися в лабораторних умовах шляхом хіміко-термічної обробки зразків заданого хімічного складу при різних параметрах. Фазові та структурні перетворення, що виникають при обробці, вивчали з використанням методів оптичної металографії та геометричної термодинаміки.Результати. Проведено дослідження закономірностей структуроутворення при навуглецюванні сплавів системи Fе-W-V-С з метою отримання теплостійких економнолегованих матеріалів. Вивчено механізми і природа фазових перетворень, а також взаємозв'язок структури поверхневого навуглецьованого шару з його властивостями. Обґрунтовано теоретичні та практичні основи отримання природних композиційних матеріалів з використанням методів хіміко-термічної обробки з метою виготовлення інструменту з більш високим рівнем теплостійкості та зносостійкості. Виходячи з аналізу структуроутворення, що відбувається при навуглецюванні сплавів системи Fе-W-V-С, встановили оптимальні температурно-концентраційні параметри навуглецьовання сплавів, при яких утворюється трифазний композиційний матеріал, що представляє собою аустенітну матрицю, армовану двома типами карбідів М6С і МС.Наукова новизна. Вперше в роботі встановили оптимальні температурно-концентраційні параметри навуглецюванні сплавів системи Fе-W-V-С, при яких утворюються структури колоніального типу, що представляють собою природний композит.Практична цінність. Можливість отримання металевих матеріалів з якісно вищим рівнем властивостей, які забезпечуються особливим характером структур зміцнюючих фаз, що формуються при хіміко-термічній обробці. Крім цього, розширення досліджень складнолегованих матеріалів, в яких при навуглецюванні в поверхневому шарі утворюється колоніальна аустенітно-карбідна структура, що представляє собою природний композит на базі одного або двох карбідів, вивчення закономірностей процесу кооперативного розпаду з утворенням трифазних колоній зробить певний внесок в теорію багатофазних перетворень.

Проаналізовано характеристики матеріалів, що використовують для виготовлення різального інструменту. Встановлено, що важливою характеристикою для інструментальних сталей є їх прогартовуваність. Але якщо робоча температура в зоні контакту інструмент-деталь перевищує температуру відпуску, то твердість інструменту понижується через розпад мартенситу та укрупнення частинок карбідної фази, і інструмент буде затуплюватись. Тому важливою прикладною задачею підвищення стійкості різального інструменту є поверхневе зміцнення леза. Проведено дослідження щодо поверхневого зміцнення метало- і дереворізального інструменту з використанням нових комбінованих електродів для нанесення елeктроіскрового покриття (ЕІП) методом електроіскрового легування (ЕІЛ). У розроблених комбінованих електродах використано відомі тверді сплави ТК, ВК, порошковий дріт ПД 80Х20Р3Т з додаванням до них компоненту "К". Виконано експериментальні дослідження процесу свердління зразків із сталі 40Х, загартованої до твердості HRC 38–40. За інструмент взято свердла марки HSS (аналог швидкорізальна легована сталь Р6М5) швейцарської фірми IRWIN. Свердління здійснено цими свердлами незміцненими, зміцненими твердими сплавами ТК і ВК, порошковим дротом ПД 80Х20Р3Т, а також порошковим дротом ПД 80Х20Р3Т з додаванням до них компоненту "К". Встановлено, що стійкість свердел, зміцнених порошковим дротом ПД80Х20Р3Т+"К", порівняно зі серійним незміцненим збільшилась майже у 7 разів. Проведено також поверхневе зміцнення ЕІЛ зубців стрічкової пилки із сталі D6A (аналог 50ХГФМА) для пиляння деревинних матеріалів, з використанням електроду Т15К6+"К". Порівняльні дослідження проведено під час розпилювання деревини ясеня. За результатами досліджень встановлено, що ресурс роботи стрічкової пилки, зміцненої ЕІЛ, збільшився у 2 рази порівняно з незміцненими пилками. На підставі отриманих результатів можна стверджувати, що внаслідок зміни структури поверхневого шару металу підвищується його твердість, а завдяки високій іонізації міжелектродного простору – виникають сприятливі умови для перебігу реакцій, які зумовлюють зміну його хімічного складу. Однак для пояснення механізму процесу зміцнення наведені твердження потребують детальних металографічних досліджень.

Показана можливість формування зміцнених покриттів електроіскровим легуванням сталі 40Х за схемами W - Cr та Cr - W (з мікротвердістю до 6,3 ГПа - 10,5 ГПа) товщиною від 24 мкм до 32 мкм. Встановлено вплив послідовності нанесення вольфраму та хрому під час електроіскрового легування сталі 40Х на поверхневу мікротвердість та зносостійкість, фазовий склад та структуру модифікованого шару, кінетику його утворення. Виявлено, що найбільшу мікротвердість (10,5 ГПа) та зносостійкість (у 7,3 рази більше, ніж необробленого зразка) має легований шар після ЕІЛ сталі в послідовності W - Cr, а найбільшу товщину (32 мкм) – при послідовності Cr - W. Практичне значення: одержані в роботі результати та з’ясовані закономірності формування структури та характеристик модифікованих шарів під час електроіскрового легування можуть бути застосовані для подовження строку експлуатації деталей машин та механізмів підвищеної міцності.
The possibility of forming reinforced coatings by electro-spark alloying of 40X steel according to W - Cr and Cr - W schemes (with microhardness up to 6.3 GPa - 10.5 GPa) with a thickness from 24 μm to 32 μm is shown. The influence of the sequence of application of tungsten and chromium during electro-spark alloying of 40X steel on the surface microhardness and wear resistance, phase composition and structure of the modified layer, the kinetics of its formation have been established. It was found that the highest microhardness (10.5 GPa) and wear resistance (7.3 times greater than the untreated sample) has an alloy layer after ESA steel in the sequence W - Cr, and the greatest thickness (32 μm) in the sequence Cr - W. Practical significance: the results obtained in the work and the regularities of the formation of the structure and characteristics of the modified layers during electro-spark alloying can be used to extend the service life of machine parts and mechanisms of high strength.

Об’єкт дослідження – поверхневі шари сталі 40Х, отримані електроіскровим легуванням анодами хромом та ніобієм на повітрі. Мета роботи – встановити вплив послідовності ЕІЛ хромом і ніобієм на мікроструктуру, фазовий склад і мікротвердість поверхневих шарів сталі 40Х. Методи дослідження – гравіметричний, мікроструктурний, мікродюрометричний та рентгенофазовий. Показана можливість формування зміцнених покриттів (мікротвердістю 9,5 ГПа – 14,5 ГПа і товщиною 20 мкм – 35 мкм) електроіскровим легуванням Cr та Nb сталі 40Х при різній послідовності нанесення матеріалів анодів. Встановлено вплив нанесення хрому та ніобію під час електроіскрового легування сталі 40Х на поверхневу мікротвердість, фазовий склад та мікроструктуру модифікованого шару. Виявлено, що найбільшу мікротвердість (14,5 ГПа) має легований шар після ЕІЛ сталі Nb, а найбільшу товщину (35 мкм) – при пошаровому ЕІЛ у послідовності Cr- Nb. Практичне значення: одержані в роботі результати та з’ясовані закономірності формування структури та характеристик модифікованих шарів під час електроіскрового легування можуть бути застосовані для подовження строку експлуатації деталей машин та механізмів.
The object of the study is the surface layers of 40X steel, obtained by electrospark doping with chromium and niobium anodes in air. The aim of the work is to establish the influence of EIL chromium and niobium sequences on the microstructure, phase composition and microhardness of 40X steel surface layers. Research methods - gravimetric, microstructural, microdyurometric and X-ray phase. The possibility of forming reinforced coatings (microhardness 9.5 GPa – 14.5 GPa and thickness 20 μm – 35 μm) by electrospark alloying of Cr and Nb steel 40X with different sequence of anode materials application is shown. The influence of chromium and niobium deposition during electrospark alloying of 40X steel on the surface microhardness, phase composition and microstructure of the modified layer was established. It was found that the alloyed layer has the highest microhardness (14.5 GPa) after the EIL of Nb steel, and the greatest thickness (35 μm) - with layered EIL in the Cr-Nb sequence. Practical significance: the results obtained in the work and the regularities of the formation of the structure and characteristics of the modified layers during electrospark alloying can be used to extend the service life of machine parts and mechanisms.