СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЛОЯ, НАПЛАВЛЕННОГО НА СТАЛЬ ХАРДОКС 450 БОРСОДЕРЖАЩЕЙ ПРОВОЛОКОЙ

摘要

Методами современного физического материаловедения выполнен анализ структурно-фазовых состояний и свойств слоев, сформированных на низкоуглеродистой стали Хардокс 450 наплавочными проволоками с содержанием бора 4,5 и 6,5 % (по массе). В исходном состоянии сталь Хардокс 450 имеет структуру отпущенного мартенсита, в объеме и по границам кристаллов которого расположены частицы цементита. Частицы, расположенные в объеме, имеют игольчатую форму, а по границам - преимущественно округлую. Выявленные экстинкционные изгибные контуры свидетельствуют о кривизне кручения кристаллической решетки данного участка материала, начинаются и заканчиваются на границах раздела кристаллов мартенсита. Скалярная плотность хаотически распределенных дислокаций и формирующих сетчатую субструктуру составляет 6,2·10~(-3) см~(-2). Микротвердость наплавленного на сталь Хардокс 450 слоя более чем в два раза превышает микротвердость основы. Анализ диаграмм состояния систем Ре-С, Ре-В, В-С и политермических сечений в системе Fe-C-B показал, что быстрое охлаждение из жидкого состояния сплавов Fe_(23)C_6 - Fe_(23)B_6 способствует образованию многофазных структурных состояний. Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии установлено, что причинами высокой микротвердости поверхностных слоев являются: образование боридов железа и кристаллов ультрамелкодисперсного (до 100 нм) пакетного мартенсита с высокой (~10~(11) см~(-2)) скалярной плотностью дислокаций; наличие в объеме и по границам кристаллов мартенсита на-норазмерных частиц карбидов железа и бора; высокий уровень кривизны кручения кристаллической решетки боридов железа и зерен α-фазы, обусловленный внутренними полями напряжений вдоль межфазных (границы раздела кристаллов боридов железа и зерен а-фазы) и внутрифазных (границы раздела боридов железа и кристаллов мартенсита в пакете) границ. Увеличение концентрации бора от 4,5 до 6,5 % сопровождается значительным (в 1,2 - 1,5 раза) повышением твердости наплавляемого слоя, что обусловлено увеличением размеров и относительного содержания областей боридов железа в 1,5 - 2,0 раза.