420 / 530
Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3
Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
420
и как следствие – производить научно обоснованный процесс синтеза борирующих составов,
в конечном итоге определяющих свойства боридных покрытий на различных сталях.
В данной работе моделировали процесс борирования из системы, содержащей в качестве
основного компонента карбид бора с добавкой в качестве активатора фторида натрия.
Проведенное термодинамическое моделирование процесса диффузионного
насыщения из самозащитных борирующих обмазок на основе карбида бора позволило
оценить механизмы взаимодействия компонентов насыщающей многофазной системы и
определить ведущие реакции, которые могут являться источниками бора при проведении
термодиффузионного борирования.
В процессе борирования происходит разложение либо диспропорционирование
компонентов насыщающей среды с образованием диффузионно-активных атомов и молекул.
Расчеты проведены для процесса изотермического насыщения, температура процесса
выбрана в пределах от 450 до 1150°С с шагом 50°С, рассчитаны энергия Гиббса и константы
равновесия соответствующих реакций. Рассматриваемые реакции [6–7] в данной работе:
B
4
C= 4B+C
(1)
B
4
C+O
2
= 4B + CO
2
(2)
B
4
C+4O
2
= 2B
2
O
3
+CO
2
(3)
3B
4
C+B
2
O
3
= 14B+3CO
(4)
3B
4
C+2B
2
O
3
= 16B+3CO
2
(5)
B
4
C+7Fe=4FeB+Fe
3
C
(6)
B
4
C+4Fe+O
2
=4FeB+CO
2
(7)
B
4
C+ 11Fe=4Fe
2
B+Fe
3
C
(8)
B
4
C+8Fe+O
2
=4Fe
2
B+CO
2
(9)
B
4
C+8FeO=2B
2
O
3
+8Fe+CO
2
(10)
B
4
C+7FeO=2B
2
O
3
+7Fe+CO
(11)
B
4
C+4FeO=2Fe
2
B+B
2
O
3
+CO
(12)
B
2
O
3
+ 2Fe=2B + Fe
2
O
3
(13)
Графическая интерпретация расчетов приведена на рисунках 1 и 2:
Рис. 1.
Энергия Гиббса реакций образования активных атомов