421 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
421
Рис. 2.
Константа равновесия реакций образования активных атомов
Результаты и обсуждение
Как видно из графика, представленного на рисунке 1, наличие кислорода
способствует значительной активации насыщающей среды и образования диффузионно-
активных атомов бора. При этом, с учетом того, что насыщение ведется из самозащитной
обмазки, в качестве поставщиков кислорода могут выступать:
– кислородсодержащие оксиды бора (карбид бора как правило, содержит порядка 2%
борного ангидрида);
– оксиды железа, расположенные в виде пленки на поверхности насыщаемого
изделия;
– диффундирующий сквозь защитную пленку на поверхности обмазки атмосферный
кислород;
– диффундирующие из защитной пленки, образующейся на поверхности обмазки,
оксиды бора (преимущественно борный ангидрид).
Ведущими реакциями при этом являются реакции (10)–(12) – на поверхности
насыщаемого изделия, пока на ней имеется оксидная пленка, (7)–(9) – на границе контакта
«насыщающая обмазка-насыщаемая поверхность», (2), (6) – в толще насыщаемой обмазки.
На границе «насыщающая обмазка-атмосфера» по реакции (3) происходит непрерывная
генерация стеклообразной защитной пленки из борного ангидрида.
Анализ констант равновесия реакций в температурном интервале насыщения
показывает, что реакции (4), (5) и (13), кроме того что термодинамически невыгодны, но и не
могут протекать в прямом направлении. Реакция (1) имеет шанс на протекание, однако
количество диффузионно-активных атомов бора и углерода, образующихся в ее ходе будет
пренебрежимо мало. Остальные реакции могут протекать и протекают во всем
температурном интервале.