11 / 146
Актуальные проблемы в машиностроении
. Том 4. № 4. 2017
Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
11
Y = 886.7 - 0.95 ∙ X
1
- 47.1 ∙ X
2
+ 1.63 ∙ X
3
(1)
Y = 404.8 - 0.36 ∙ X
1
- 20.3 ∙ X
2
+ 0.53 ∙ X
3
(2)
где Y – напряжение скола на границе FeB/Fe
2
B, МПа; X
1
– температура насыщения, °C; X
2
–
время выдержки, ч; X
3
–толщина боридного слоя, мкм.
Построены трехмерные графики, отражающие зависимости толщины боридного слоя
и напряжения скола на межфазной границе от режимов борирования для сталей У8А 9ХС
(рисунок 1) и позволяющие определить оптимальные диапазоны параметров проведения
процесса борирования, обеспечивающие получение наименее хрупких боридных слоев по
показателю напряжения скола на межфазной границе FeB/Fe
2
B для сталей У8А и 9ХС.
Установлено, что наименее хрупкими на стали У8А являются боридные слои,
полученные в результате насыщения при 920…950 °C, 1…1,5 ч с предварительной
изотермической выдержкой 750 °C, 1 ч.
Для стали 9ХС наименее хрупкими оказываются слои, получаемые при 930…950 °C,
0,8…1,3 ч и 900 °C, 2…2,5 ч с предварительной изотермической выдержкой 750 °C, 1 ч.
а)
б)
Рис. 1.
Зависимости напряжения скола на межфазной границе от режимов борирования для
сталей У8А
(а)
9ХС
(б)
Из полученных уравнений множественной регрессии и построенных зависимостей
можно сделать вывод, что снижение температуры насыщения или повышение времени
выдержки относительно выделенного оптимума для сталей У8А и 9ХС сопровождается
повышением их хрупкости – снижается величина предельной нагрузки, приводящей к
появлению трещин на межфазной границе.
В результате диффузионного борирования стальные детали претерпевают
значительный прирост в размерах. По разным данным прирост может составлять от 8 до 55
% [17-20] и зависит от состава стали и условий насыщения. Чтобы оценить, является ли
прирост размеров образцов из сталей У8А и 9ХС для выбранных режимов упрочнения
зависящим от толщины боридного слоя, проведен корреляционный анализ и получены
уравнения парной регрессии зависимости прироста размеров образцов от толщины
боридного слоя для стали У8А (уравнение 3) и стали 9ХС (уравнение 4).
Y = -47.85 + 0.54 ∙ X
(3)
Y = -27.95 + 0.38 ∙ X
(4)