Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние борирования на эксплуатационную стойкость стали AISI 304L при эрозионном воздействии твердых частиц

Осман Биджан, Салих Угур Байча, Хамди Кулейин, Реджеп Гюмрюк

Аннотация


Исследовано влияние твердого борирования при 950 °C длительностью 2 и 4 ч на фазовый состав, микроструктуру, твердость и абразивный износ стали AISI 304L при воздействии потока твердых частиц. В борированной стали от внешней поверхности к центру обнаружены три слоя: борид металла, пористый слой и матрица. Твердость борида значительно выше, чем матричной фазы. Наибольшую износостойкость имеет сталь после борирования в течение 2 ч, причем величина износа зависит от угла падения абразивных частиц на ее поверхность. С увеличением длительности борирования характер износа стали изменяется от пластического к хрупкому.

Ключевые слова


surface hardening of steels; boronizing; erosive wear in a flow of hard particles; steel AISI 304L

Полный текст:

PDF

Литература


Kayali Y., Gunes I., Ulu S. Diffusion kinetics of borided AISI 52100 and AISI 440C steels // Vacuum. 2012. V. 86. P. 1428 - 1434.

Dokumaci E., Ozkan I., Onay B. Effect of boronizing on the cyclic oxidation of stainless steel // Surface & Coatings Technology. 2013. V. 232. P. 22 - 25.

Gunen A., Karakas M. S., Kurt B., Calik A. Corrosion behavior of borided AISI 304 austenitic stainless steel // Anti-Corrosion Methods and Materials. 2014. V. 61. P. 112 - 119.

Gunes I., Yildiz I. Investigation of adhesion and tribological behavior of borided AISI 310 // Revista Materia. 2016. V. 21. P. 61 - 71.

Kayali Y. Investigation of the diffusion kinetics of borided stainless steels // The Physics of Metals and Metallography. 2013. V. 114. P. 1061 - 1068.

Gunes I., Erdogan M., Celik A. G. Corrosion behavior and characterization of plasma nitrided and borided AISI M2 steel // Materials Research. 2014. V. 17. P. 612 - 618.

Mertgenc E., Kesici O. F., Kayali Y. Investigation of wear properties of borided austenitic stainless steel different temperatures and time // Materials Research Express. 2019. V. 6. № 076420.

Rodriguez-Castro G. A., Jimenez-Tinoco L. F., Mendez-Mendez J. V. et al. Damage mechanisms in AISI 304 borided steel: scratch and Daimler-Benz adhesion tests // Materials Research. 2015. V. 18. P. 1346 - 1353.

Resendiz-Calderon C. D., Rodriguez-Castro G. A., Meneses- Amador A. et al. Micro-abrasion wear resistance of borided 316L stainless steel and AISI 1018 steel // Journal of Materials Engineering and Performance. 2017. V. 16. P. 5599 - 5609.

Rodriguez-Castro G. A., Vega-Moron R. C., Meneses-Amador A. et al. Multi-pass scratch test behavior of AISI 316L borided steel // Surface and Coatings Technology. 2016. V. 307. P. 491 - 499.

Taktak S. A study on the diffusion kinetics of borides Cr-based steel // Journal of Materials Science. 2006. V. 41. P. 7590 - 7596.

Yoon J. H., Jee Y. K., Lee S. Y. Plasma paste boronizing treatment of the stainless steel AISI 304 // Surface and Coatings Technology. 1999. V. 112. P. 71 - 75.

Camacho J., Lewis R., Dwyer-Joyce R. S. Solid particle erosion caused by rice grains // Wear. 2009. V. 267. P. 223 - 232.

Yildizli K., Odabas D., Nair F. Borlanmış AISI 1020 зeliğinin erozivaş ınmada vranış ınınin celenmesi // Balikesir Ьniversitesi Fen bilimleri Enstitьsь Dergisi. 2003. V. 5. P. 130 - 140.

Avcu E., Fidan S., Karabay S., Sinmazcelik T. The comparison of solid particle erosion behaviors of AA-1070 and AA-6101 alloys used in power transmission lines in Turkey // Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University. 2012. V. 27. P. 865 - 874.

Bayca S. U. A solid boriding agent. Patent PCT/TR2018/ 050643 (Baybora-I), 2018.

Taktak S. Some mechanical properties of borided AISI H13 and 304 steels // Materials and Design. 2007. V. 28. P. 1836 - 1843.

Campos-Silva I., Ortiz-Dominguez M., Bravo-Barcenas O. et al. Formation and kinetics of FeB/Fe2B layers and diffusion zone at the surface of AISI 316 borided steels // Surface and Coatings Technology. 2010. V. 205. P. 403 - 412.

Xu C. H., Gao W., Yang Y. L. Superplastic boronizing of a low alloy steel-microstructural aspects // Journal of Materials Processing Technology. 2000. V. 108. P. 349 - 355.

Bican O., Yamanel B. Investigation of structural and tribological properties of layers formed in SAE 5140 steel coated with boride powders // Materials Express. 2018. V. 8. P. 427 - 434.

Bican O., Bayca S. U., Ocak-Araz S. et al. Effects of the boriding process and of quenching and tempering after boriding on the microstructure, hardness and wear of AISI 5140 steel // Surface Review and Letters. 2020. V. 27. No. 6. P. 1950157.

Sundararajan G., Roy M. Solid particle erosion behaviour of metallic materials at room and elevated temperatures // Tribology International. 1997. V. 30. P. 339 - 359.

Hutchings I. M., Winter R. E. Particle erosion of ductile metals: a mechanism of material removal // Wear. 1974. V. 27. P. 121 - 128.

Yang J. Z., Fang M. H., Huang Z. H. et al. Solid particle impact erosion of alumina-based refractories at elevated temperatures // Journal of the European Ceramic Society. 2012. V. 32. P. 283 - 289.

Arani N. H., Rabba W., Papini M. Solid particle erosion of epoxy matrix composites reinforced by Al2O3 spheres // Tribology International. 2019. V. 136. P. 432 - 445.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2021.3.44-50

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2023