На сегодняшний день в машиностроении и других отраслях промышленности все больше используются борсодержащие стали. Повышение эксплуатационных характеристик сталей, создание новых конструкционных материалов, увеличение выпуска качественной металлопродукции, упрочненной термической обработкой, являются важнейшими задачами современной металлургии и металловедения. Успешное решение этих задач невозможно без широкого применения малоотходной технологии, рационального использования топлива, сырья и легирующих элементов.
Перспективным направлением, позволяющим экономить дорогостоящие металлы, значительно повышать физико-механические и технологические свойства сталей, является микролегирование, которое оказывает существенное влияние на чистоту стали, изменяет условия кристаллизации, строение приграничных зон зерен, способствует получению однородной структуры.
Совершенствование состава сталей с целью повышения надежности и долговечности деталей машин требует всестороннего изучения рафинирующего, модифицирующего и легирующего влияния микродобавок. На основании исследований, выполненных советскими учеными и зарубежными учеными. Установлено, что малые добавки элементов, проявляющих высокую химическую активность по отношению к железу и примесям, входящим в его состав, оказывают комплексное воздействие на структуру стали и ее свойства. При этом в результате модифицирующего и рафинирующего эффекта микродобавок изменяются количество, дисперсность и морфология неметаллических включений, а при легировании матрицы - прокаливаемость, однородность структуры и сопротивление хрупкому разрушению сталей.
Особый интерес представляют исследования влияния микродобавок на хрупкое разрушение улучшаемых сталей, при котором значительную роль играет состояние границ зерен. Ослабление прочности межзеренной связи приводит к резкому снижению трещиностойкости сталей. Поэтому устранение зернограничного 6
разрушения, характеризующегося самой низкой энергоемкостью, является одной из главных задач в проблеме повышения работоспособности улучшаемых сталей. Бор применяется в металлургии в качестве микролегирующего элемента, значительно повышающего прокаливаемость сталей. Бор влияет на ударную вязкость и при этом имеется возможность заменить такие дорогостоящие элементы, как Ni и Mo.
Целью данной работы является исследование микро и тонкой структуры среднеуглеродистых борсодержащих сталей.
1. Микролегирование среднеуглеродистой стали, содержащей 0,03% Al, незначительным (0,003%) количеством бора увеличивает прокаливаемость стали. Повышение температуры аустенитизации выше 900 0С не приводит к увеличению прокаливаемости.
2. Проведена оценка микроструктуры и размера зерна среднеуглеродистых борсодержащих сталей после закалки от оптимальной температуры аустенитизации (880 0С) и последующего низкого (200 0С) и высокого отпуска (650 0С).
3. Установлено, что микротвёрдость стали 40ХФР после низкого отпуска выше, чем у стали 38ХФР (620 HV и 601HV соответственно), а после высокого отпуска среднее значение микротвердости обеих сталей оказывается одинаковым.
4. При рентгеноструктурном фазовом анализе борсодержащих сталей, прошедших закалку и отпуск, дифракционных линий избыточных фаз (карбидов, боридов) не обнаружено.
5. Физическое уширение дифракционной линии 211а коррелирует с микротвердостью термообработанных борсодержащих сталей.
