Abstract
Using the methods of modern physical materials science, structuralphase states and tribological properties of 12Kh18N10T steel, subjected to electroexplosive alloying with titanium and boron and subsequent electron-beam processing in various modes depending on electron beam energy density, exposure pulse duration and their quantity have been analyzed. It has been established that electroexplosive alloying of steel with titanium and boron leads to formation of surface layer with multiphase submicro-nanocrystalline structure, characterized by presence of micropores, microcracks, and microcraters. Complex processing, combining electroexplosive alloying and subsequent irradiation with high-intensity pulsed electron beam, leads to formation of 60 μm thick multiphase submicro-nanocrystalline surface layer. It is shown that phase composition of surface layer of steel is determined by mass ratio of titanium and boron during electroexplosive alloying. Microhardness of modified layer is defined by relative mass fraction of titanium borides in surface layer and can be more than 18 times higher than microhardness of steel in its initial state (before electroexplosive alloying). Modes of complex processing have been determined at which surface layer containing exclusively titanium borides and intermetallic compounds based on titanium and iron is formed. The maximum (approximately 82 % by weight) titanium boride content is observed when steel is processed at regime with the highest mass of boron powder in the sample (mB = 87.5 mg; mTi /mB = 5.202). With decrease in mass of boron powder, relative content of borides in surface layer of steel decreases. It was found that integrated processing of steel is accompanied by sevenfold increase in microhardness of surface layer, wear resistance of steel increases by more than nine times.
Highlights
Using the methods of modern physical materials science, structural-phase states and tribological properties of 12Kh18N10T steel, subjected to electroexplosive alloying with titanium and boron and subsequent electron-beam processing in various modes depending on electron beam energy density, exposure pulse duration and their quantity have been analyzed
It has been established that electroexplosive alloying of steel with titanium and boron leads to formation of surface layer with multiphase submicro-nanocrystalline structure, characteri zed by presence of micropores, microcracks, and microcraters
Modes of complex processing have been determined at which surface layer containing exclusively titanium borides and intermetallic compounds based on titanium and iron is formed
Summary
Установлено, что электровзрывное легирование стали титаном и бором приводит к формированию поверхностного слоя с многофазной субмикро-нанокристаллической структурой, характеризующейся наличием микропор, микротрещин и микрократеров. Комплексная обработка, сочетающая электровзрывное легирование и последующее облучение высокоинтенсивным импульсным электронным пучком, приводит к формированию много фазного субмикро-нанокристаллического поверхностного слоя толщиной до 60 мкм. Что фазовый состав поверхностного слоя стали определяется соотношением масс титана и бора при электровзрывном легировании. В ряде работ показано, что дополнительное облучение материала, легированного электровзрывным методом, интенсивным импульсным электронным пучком способствует гомогенизации модифицированного слоя, удалению микропор и микрократеров, повышению ме-. Целью настоящей работы является анализ результатов и установление закономерностей формирования структуры и свойств аустенитной нержавеющей высокохромистой стали, подвергнутой легированию титаном и бором комплексным методом, сочетающим насыщение поверхностного слоя материала плазмой электрического взрыва проводящего материала и облучение высокоинтенсивным импульсным электронным пучком в режиме высокоскоростного плавления и крис таллизации легированного слоя. Износостойкость поверхностного слоя материала рассчитывали после проведения профилометрии образовавшегося трека
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
