В данной работе представлен новый метод упрочнения поверхности нержавеющей стали, основанный на технологии борирования. Этот метод обеспечивает повышение твердости и износостойкости материала без ухудшения его коррозионной стойкости.
Традиционные методы упрочнения, такие как цементация и азотирование, не подходят для нержавеющей стали из-за негативного влияния на её коррозионную устойчивость. В связи с этим, для нержавеющей стали разработаны альтернативные методы упрочнения:
-
Хромонитридизация — процесс насыщения поверхности стали хромом и азотом, который повышает твёрдость и износостойкость материала при сохранении его коррозионной устойчивости.
-
Колстеризация — метод насыщения поверхности стали азотом и углеродом, обеспечивающий высокую твёрдость материала без снижения коррозионной стойкости.
Однако эти технологии не получили широкого распространения. В рамках настоящего исследования была предпринята попытка применения метода борирования для нержавеющей стали.
Борирование представляет собой процесс насыщения поверхности стали бором, что позволяет контролировать структуру и твёрдость материала. Исследователи разработали специализированные составы и режимы обработки для достижения оптимальных результатов.
В качестве среды для борирования был использован расплав солей под названием «Рубор-2», содержащий бор. Изменение концентрации бора в расплаве позволило формировать различные структуры на поверхности стали.
Результаты экспериментов показали, что структура поверхности стали изменяется в зависимости от содержания бора. При одной концентрации бора на поверхности формируется слой с фазой CrB, обеспечивающий высокую твёрдость и износостойкость. При другой концентрации бора на поверхности образуются фазы α-Fe и Fe2B, которые также повышают твёрдость, но могут снизить коррозионную стойкость по сравнению с фазой CrB.
Проведенные испытания на коррозионную стойкость стали в морской воде продемонстрировали, что сталь с фазой CrB обладает максимальной устойчивостью к коррозии. Сталь с фазой α-Fe также демонстрирует высокую коррозионную стойкость, превосходящую результаты, полученные после карбонитрации.
Таким образом, результаты исследования подтверждают эффективность метода борирования для упрочнения нержавеющей стали, что открывает новые перспективы его применения в различных отраслях промышленности.
