The phase composition of the diffusion layer, depending on conditions processing

N. Yu Filonenko, A. S. Baskevich

Abstract


Purpose. To determine the effect of the preliminary of plastic prestraining in the structure, mechanical properties and the process of saturation of the low-carbon boron alloy. Methodology. The material chosen for the study was low carbon steel, which is pre-annealed at 1223 K for five hours and then of plastic prestraining at a load conditions. The phase composition, physical properties of the layer after the  samples deformation with a degree of 0-40% and with different  contents of boron carbide in the saturating environment.  Findings. Complex conducted studies have shown that the formation of the phase composition of the layer after saturation in a thickness of layer containing boron, is greatly influenced by not only the content of boron carbide in the layer, but also of the preliminary of plastic prestraining. At the same time, it is revealed that the plastic prestraining and boron diffusion increases the carbon activity. Originality. The steel structure is mounted and the phase depth of the diffusion zone depending on the boron carbide content of the layer and of the preliminary plastic prestraining. Practical value. These laws, which give a description of the structural components and the conditions of their formation allow to predict the mechanical properties of the layer.


Keywords


plastic prestraining; intensification of diffusion; boron cementation; Fe2B iron boride; Fe23(CB)6 cubic boron carbide; Fe3(CB) boron cementite.

References


Glukhov V. P. Boridnie pokritiya na geleze i stalyax [Boride Coatings on Iron and Steels]. Kyiv: Naukova Dumka, 1970, 208р. (in Russian).

Krishtal M. A. Mechanism of Diffusion in Iron Alloys [Mechanism of Diffusion in Iron Alloys] (in Russian). Moscow: Metallurgiya, 1972, 398р.

Bereza O.Yu., Filonenko N. Yu., and Baskevych O. S. Doslidgenya vplivy energii zvyazky na ytvorennya bormistyachix faz y splavax sistemy Fе–B-C [Study of the influence of binding energy on the formation of boroncontaining phases in alloys of the Fе–B–C system]. Fiz. Khim. Tverd. Tila – [Phisicl and chemistry of solid state], 2012, 13, pp. 968–973 (in Ukrainian).

Avakumov E. G. Mechanicheskie metodi aktivagii ximicheskix progessov [Mechanical Methods for the Intensification of Chemical Processes] (in Russian), Novosibirsk: Nauka, 1986, 306 p.

Kidin I. N., Shcherbedinskii G.V., and Andryushechkin V. I. Vliyanie predvaritelnoy xolodnoy plasticheskoydeformasii na diffyziu ygleroda v aystenita [Influence of cold plastic prestraining on the diffusion of carbon in austenite]., Metalloved. Term. Obrab. Met. – [Metallurgy and heat treatment of metals], 1981, No. 12, pp. 26–29 (in Russian).

Lakhtin Yu. M., Kal’ner V. D., Sedukov V. K., and Smirnova T. A., Vliyanie predvaritelnoy xolodnoy deformasii na gementagii stali [Effect of cold plastic prestraining on the cementation of steel], Metalloved. Term. Obrab. Met.– [Metallurgy and heat treatment of metals], 1981 No. 12, pp. 22–27 (in Russian).

Tverdokhlebova S. V. Spectrometry of the boron-containing alloys”, Vіsnik Dnіpropetrovskogo nacіonalnogo unіversitetu. Serіja .fіzika. Radіoelektronіka, D.: Vid-vo DNU, 14, no. 12/1, pp. 100–104, 2007(in Russian).

Filonenko N. Yu., Bereza O. Yu., Pilyaeva S. B. Effect of Plastic Prestraining of 25 Steel on the Diffusion Saturation of its Surface with Boron and Carbon. Materials Science. 2015, 51(2), рр. 172-179. DOI 10.1007/s11003-015-9825-9.

Gavrilova V. G., Tkachenko I. F., and Belostochnyi A. V., O tipe rastvoreniya bora v aystenite and ego vzaemodeistvie s dislokatiyami [On the type of dissolution of boron in austenite and its interaction with dislocations] Metalozn. Term. Obrob. Met. – [Metallurgy and heat treatment of metals], 1999, No. 4, pp. 55–57 .

Bokshtein S. Z. Diffusiya and structura metallov [Diffusion and Structure of Metals], Moscow: Metallurgiya, 1973, 206 p (in Russian).

Novikov M. M., Spiridonova I. M., and Filonenko N. Yu., Osoblivosti ,boridnix faz y yglighevix splavax sho mistyat bor [Specific features of boride phases in boron-containing carbon steels]. Visn. Kyiv. Nats. Univ.,2007,No. 3, рр. 525–531 (in Ukrainian).

Filonenko N. Yu. Investigation of the thermodynamic functions of boron-containing phases in the Fе–B–C system Fiz. Khim. Tverd. Tila– [Physical and chemistry of solid state], 2011, 12, No. 2, рр. 370–374 (in Ukrainian).

Filonenko N. Yu., Fedorenkova L. I., and Spiridonova I. M. Влияние деформационного воздействия на диффузию бору в среднеуглеродистом сплаве [Effect of the deformation action on the diffusion of boron in a medium-carbon alloy]. Fiz. Tekh. Vys. Davl. – [Physical and technical of high pressure], 2010, 20, No. 1, рр. 102–109 (in Ukrainian).


GOST Style Citations


1. Глухов В. П. Боридные покрытия на железе и сталях / В. П. Глухов. – Киев: Научная мысль, 1970. – 208 с.

2. Криштал М. А. Механизм диффузии в железных сплавах. / М. А. Криштал. – М.: Металлургия, 1972.–398 с.

3. Дослідження впливу енергії зв'язку на утворення бормістячих фаз у сплавах системи Fе–B-C / О. Ю. Береза, Н. Ю. Філоненко, О. С. Баскевич // Фізика і хімія твердого тіла. – 2012. – Т. 13. – С. 968-973.

4. Авакумов Е. Г. Механические методы активации химических процес сов / Е. Г. Авакумов– Новосибирск: Наука, 1986. – 306 с.

5. Кидин И. Н., Щербединский Г. В., Андрюшечкин В. И. Влияние предварительной холодной пластической деформации на диффузию углерода в аустените // Металловед. и термич. обработка металлов. – 1981. – № 12. – С. 26–29.

6. Влияние предварительной холодной деформации на цементацию стали / Ю. М. Лахтин, В. Д. Кальнер, В. К. Седуков, Т. А. Смирнова // Металловед. и термич. обработка металлов. – 1971. – № 12. – С. 22–27.

7. Твердохлебова С. В. Спектрометрия борсодержащих сплавов. // Вісник Дніпропетровського національного університету. Серія .фізика. Радіоелектроніка. – Д.: Вид-во ДНУ. – 2007. – Вип.. 14, № 12/1. – С. 100-104.

8. Effect of Plastic Prestraining of 25 Steel on the Diffusion Saturation of its Surface with Boron and Carbon / N. Yu. Filonenko, O. Yu. Bereza, S. B. Pilyaeva // Materials Science. – 2015. – 51(2). – рр. 172-179. DOI 10.1007/s11003-015-9825-9.

9. Гаврилова В. Г., Ткаченко И. Ф., Белосточный А. В. О типе растворения бора в аустените и его взаимодействии с дислокациями // Металловед. и термич. обработка металлов. – 1999. – № 4. – С. 55–57.

10. Бокштейн С. З. Диффузия и структура металлов. / С. З. Бокштейн – Москва: Металлургия, 1973. – 206 с.

11. Особливості боридних фаз у вуглецевих сталях, що містять бор / М М. Новиков, І. М. Спиридонова, Н. Ю. Філоненко // Вісник Київського нац. ун-ту ім. Тараса Шевченка. – 2007. – № 3. – С. 525–531.

12. Філоненко Н. Ю. Дослідження термодинамічних функцій фаз, що містять бор системи Fе–B–C // Фізика і хімія твердого тіла. – 2011. – 12, № 2. – С. 370–374.

13. Влияние деформационного воздействия на диффузию бору в среднеуглеродистом сплаве / Н. Ю. Филоненко, Л. И. Федоренкова, И. М. Спиридонова // Физика и техника высоких давлений. – 2010. –20, № 1. – С. 102–109.



Refbacks

  • There are currently no refbacks.