Сталь борированная: Борированная сталь 33MnB5

alexxlab | 18.05.1994 | 0 | Разное

твердость характера и горячий темперамент инновационного материала!

Каждому владельцу аграрного бизнеса, будь то небольшое фермерское хозяйство или крупный агрохолдинг, не понаслышке известно как, порой, не вовремя выходит из строя почвообрабатывающая техника, и сколько времени занимает возвращение ей былого потенциала. Производители сельскохозяйственных агрегатов постоянно работают над усовершенствованием функционала агрегатов, улучшением их потребительских качеств. Одним из таких новшеств на международном рынке сельхозтехники стало использование уникальной технологии закалки стали, о которой пойдет речь далее. Борирование позволило в 2-3 раза увеличить прочность и износостойкость рабочих органов, что дает возможность аграриям тратить меньше времени и средств на техническое обслуживание оборудования.

Борирование рабочих органов сельскохозяйственного оборудования – современное решение для экономии времени и средств!

Борированная сталь обладает высокой теплостойкостью (+900-950 °С) и жаростойкостью (+800 °С), что выводит ее потребительские характеристики на принципиально новый уровень.

Материал активно применяется для изготовления сельскохозяйственных и промышленных агрегатов. По уровню стойкости к износу борированная сталь несколько уступает одинаковому по твердости металлу с термодиффузионным покрытием хрома, но это не умаляет ее других характеристик и не препятствует доминированию на современном рынке сельхозтехники.

Среди ключевых положительных качеств борсодержащей стали стоит отметить следующие:

·         Высокая прочность поверхностного слоя

Сталь, которая подвергается закалке с применением технологии борирования, – стойкий к механическим воздействиям, влаге, воздействию химических веществ, но при этом достаточно хрупкий материал. Борирование позволяет упрочить комплектующие механизмов и рабочие органы сельскохозяйственных агрегатов, которые подвергаются интенсивным нагрузкам, предотвращает их абразивный износ. 

·         Стойкость к коррозийным процессам

Борированная сталь проявляет достойную устойчивость к образованию коррозии под воздействием водных растворов кислот (кроме азотной). Стоит отметить, что наилучшим образом противостоять агрессивной среде при одной толщине слоя металла способны именно однофазные боридные слои, обладающие большей кислотостойкостью, чем те, что состоят из двух фаз. К воздействию азотной кислоты боридные слои не устойчивы, но разрушение материала происходит менее интенсивно, чем при столкновении с агрессивной средой изделий из неборированного металла.

·         Теплостойкость и жаростойкость

Борированная сталь – теплостойкий и жаростойкий материал, что, несомненно, является положительным моментом, который говорит в пользу применения инновационной технологии. 

Особенности технологического процесса

Технология борирования предполагает насыщение ионами бора поверхностного слоя металла, из которого произведен рабочий орган, деталь или метизы. Существует два метода получения борированных сталей:

·         Жидкостный электролизный – активно применяется производителями сельхозтехники и стальных изделий для других отраслей народного хозяйства.

·         Газовый – прошел апробацию в специализированных лабораториях, является более эффективным, но пока не достаточно безопасным для внедрения в массовое производство. 

Жидкостное элекролизное борирование

Метод предполагает помещение обрабатываемой детали, которая выступает в качестве катода, и специального стержня-анода в тигель с расплавленной бурой. Далее через анод пропускают постоянный ток, таким образом происходит активизация процесса электролиза. Оптимальной температурой, при которой ионизация поверхностного слоя металла проходит наиболее эффективно, считается показатель 920-950 °С.

Под действием тока происходит диссоциация с образованием атомов бора, которые диффундируют в поверхностный слой металла. Чтобы получить диффузионный слой толщиной 0,15-0,35 мм важно соблюсти следующие технологические условия:

·         0,15-0,20 А/см2 – плотность тока на катоде;

·         2-14 В – напряжение;

·         +930-950 °С – температура;

·         2-4 часа – время выдержки.

Увеличение этих показателей обеспечивает незначительное увеличение борированного слоя металла, но при этом приводит к возрастанию хрупкости. Повышение температуры сокращает срок службы оборудования, увеличивает расход сырья, приводит к ухудшению структуры металла. В то же время, при температуре, которая ниже указанного в технических условиях промежутка, происходит замедление диффузионного процесса и, как следствие, насыщение ионами бора поверхностного слоя металла проходит менее активно.

Прежде чем подвергать деталь борированию, ее поверхность очищают от ржавчины и окалины посредством дробеструйной обработки. Чтобы очистить металл от масляных пятен, деталь протирают ветошью, которую при наличии на поверхности сложновыводимых загрязнений смачивают в бензине.  Чтобы защитить участки, которые нежелательно подвергать борированию, применяют технологию электролитического хромирования или осуществляют гальваническое омеднение.

Чтобы растворить налипшую буру, после снижения температуры борируемой детали металлические изделия кипятят в воде около 1-2 часов. Затем поверхность тщательно прорабатывают металлической щеткой, и отправляют деталь на закалку. Такое решение позволяет упрочить сердцевину, которая в первоначальном вязком состоянии может привести к продавливанию борированного слоя.

Технология жидкостного электролизного борирования предполагает использование специальных печей-ванн, нагрев которых происходит под действием электрического или газового нагревательного элемента, и специальных держателей для фиксации обрабатываемых деталей.

Газовое борирование 

Газовое борирование предполагает совершенно иной подход к реализации технологии насыщения поверхностного слоя металла ионами бора. Обработка деталей осуществляется в активной газовой среде при более низком температурном режиме.

Для эффективной реализации метода газового борирования важно обеспечить следующие условия (для получения слоя толщиной 0,15 – 0,20 мм):

·         25:75 – процентное отношение диборана и водорода в газовой среде;

·         +850 °С – температура процесса;

·         3-4 часа – время выдержки.

Газовое борирование является более совершенной и эффективной технологией, но используемые газовые смеси взрывоопасны и достаточно токсичны, что, к сожалению, ограничивает возможность применения этого метода в условиях производственных объектов. 

Тонкие места технологии борирования 

Износостойкость борированной и азотированной стали обеспечивается благодаря высокой твердости и износостойкости боридов и нитридов. При этом технология имеет существенный недостаток – в процессе выдержки металл становится достаточно хрупким. Нивелировать этот фактор позволяет особый подход к конструированию деталей.

Стремление многих производителей получить максимально твердую основу процессе термообработки может привести к растрескиванию боридного слоя. Нежелательный эффект напрямую связан с мартенситным превращением, которое сопровождается нежелательным увеличением объемов. Предотвратить окисление боридного слоя позволяет соблюдение в процессе борирования температурного режима, установленного для стали той или иной марки. Температуру изотермической среды для охлаждения металлических деталей выбирают в зависимости от заданной твердости стали, что подвергается закалке. При создании таких условий изменение размеров будет минимальным. Термообработка борированной стали также возможна по технологии, которая предполагает ускоренное охлаждение (не требуется извлечение деталей из контейнера, где проходил процесс борирования).

Наибольшую стойкость к задиранию при прохождении испытаний на специализированном стенде показала борированная сталь, оставив далеко позади образцы из армированной, азотированной сталей и сплавов ЦН-2 и ЦН-3. Во время проведения опытов удалось выявить взаимосвязь между удельным сопротивлением при сухом трении и увеличением твердости.

В заключение всего вышесказанного стоит отметить, что борирование углеродистых и легированных сталей при неукоснительном соблюдении технологии позволяет добиться высокой устойчивости материала к коррозии под воздействием растворов солей, кислот (кроме азотной) и щелочей. Недостатком технологии является высокая хрупкость металла, но реализация правильных конструктивных решений позволяет добиться максимальной эффективности упрочения деталей посредством борирования.

Борированная сталь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Борированная сталь теплостойка до 900 – 950 С и жаростойка до 800 С.  [1]

Зависимость износостойкости технически чистых металлов и отожженных сталей от их твердости.| Износостойкость металлов в отожженном и наклепанном состоянии и сталей после закалки и отпуска.| Износостойкость твердых металлов и сплавов в зависимости от их твердости.  [2]

Борированная сталь при одинаковой твердости с термодиффузионным покрытием хрома обладает несколько меньшей износоустойчивостью.  [3]

Борированная сталь имеет весьма твердый ( HV 1400 – 1500, Нц 1800 – 2000) износостойкий борированный слой, обладающий, однако, большой хрупкостью. Борирование применяют для упрочнения различных деталей, например, внутренних поверхностей втулок грязевых нефтяных насосов, работающих в тяжелых условиях абразивного износа.  [4]

Борированные стали обладают высокой коррозионной стойкостью в водных растворах соляной, серной и фосфорной кислот, причем при одинаковой толщине слоя однофазные боридные слои имеют большую кислото-стойкость, чем двухфазные. В азотной кислоте боридные слои неустойчивы, однако скорость разрушения борированных сталей в 1 5 – 5 раз ниже, чем неборированных.  [5]

Была исследована защитная способность борированной стали в 3 % – ном растворе Nad при различной степени насыщения электролита сероводородом.  [6]

Для нагрева под закалку и нормализацию борированных сталей рекомендуются ванны следующего состава: 50 % Nad 50 % КС.  [7]

Нитриды, бориды, обладающие высокой твердостью и износостойкостью, обеспечивают износостойкость азотированной и борированной стали.  [8]

Процесс борирования имеет существенные недостатки, т.к. борирование вызывает в стали повышенную хрупкость; в условиях атмосферной коррозии и коррозии в воде борированные стали недостаточно стойки.  [9]

При борировании повышаются твердость ( до 2000 HV), сопротивление абразивному износу и коррозионная стойкость. Борированная сталь теплостойкая ( до температуры 900 С), жаростойкая ( до температуры 800 С), но очень хрупкая. Чаще всего борируют среднеуглеродис-тую сталь при температуре 850 – 900 С с выдержкой в течение 2 – 6 ч; глубина слоя 0 15 – 0 35 мм. Борирование производят двумя способами: электролизным и газовым.  [10]

В зависимости от вида материала, из которого изготовлена камера, этот износ может достигать весьма больших величин, превышая примол шаров к продукту в шаровых мельницах. Только борированная сталь, металлокерамика и твердые сплавы позволяют резко снизить износ, доводя его до 0 04 – 0 015 кг на 1 т продукта измельчения.  [11]

Борированные стали обладают высокой коррозионной стойкостью в водных растворах соляной, серной и фосфорной кислот, причем при одинаковой толщине слоя однофазные боридные слои имеют большую кислото-стойкость, чем двухфазные. В азотной кислоте боридные слои неустойчивы, однако скорость разрушения борированных сталей в 1 5 – 5 раз ниже, чем неборированных.  [12]

При борировании повышаются твердость ( до 2000 HV), сопротивление абразивному износу и коррозионная стойкость. Борированная сталь теплостойкая ( до температуры 900 С), жаростойкая ( до температуры 800 С), но очень хрупкая. Чаще всего борируют средне-углеродистую сталь при температуре 850 – 900 С с выдержкой в течение 2 – 6 ч; глубина слоя 0 15 – 0 35 мм.  [13]

Зависимость коэффициента трения металлов при испытании на приборе.  [14]

Борированные стали обладают повышенной износостойкостью при нагреве до 900 С. Борирование повышает одновременно коррозионную стойкость углеродистых высокохромистых и аустенитных сталей.  [15]

Страницы:      1    2

Бористая сталь – SSAB

Бористая сталь

15B30 представляет собой углеродисто-бористую сталь, произведенную в соответствии с ограничениями на химический состав Американского института чугуна и стали (AISI) и Общества автомобильных инженеров (SAE). 15Б30 — углеродистая сталь с добавлением бора для повышения прокаливаемости, прочности и износостойкости по сравнению с простыми углеродистыми сталями с таким же содержанием углерода.

Компания SSAB поставляет 15B30 в прокатанном, нетермообработанном состоянии. 15B30 подвергается вакуумной дегазации в рамках вторичного процесса производства стали для снижения содержания растворенных газов (водорода, азота, кислорода) в расплавленной стали и повышения чистоты и улучшения свойств.

Области применения:

Типичные области применения 15B30 включают землеройные инструменты и сельскохозяйственные компоненты, такие как диски культиваторов, лапы и шипы.

Диапазон размеров

15B30 доступен с толщиной от 0,188″ до 3,00″, шириной от 8″ до 103″ и длиной от 240″ до 1020″.

Доступные стандарты

SAE J403 15B30

Скачать техпаспорт

Английский

15B30

ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ДЛЯ

РАЗМЕРЫ

СПЕЦИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ДАННЫХ

ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ДЛЯ

Бор (упрочняющий)

РАЗМЕРЫ

T: 0,188–3 дюйма

W: до 103 дюймов

L: до 1020 дюймов

СПЕЦИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ДАННЫХ

английский

Габаритные размеры

Механические свойства

Химический состав

Допуски

Закаливаемая борсодержащая сталь TBL® | thyssenkrupp Steel

Специальная марка стали для сельскохозяйственной и лесной промышленности

Закаливаемая бористая сталь ТБЛ ^® для износостойких дисков бороны.

Сельскохозяйственные машины дороги и поэтому должны быть износостойкими, так как они подвержены сильному износу. Сталь, используемая для изготовления этих машин, должна быть особенно износостойкой. Кроме того, сталь должна быть легкой в ​​обработке, что позволит производителям формовать, сваривать и термически резать материал всеми распространенными методами.

Закаливаемые борсодержащие стали TBL ^® производства thyssenkrupp представляют собой материал, отвечающий всем этим требованиям к быстроизнашивающимся компонентам в сельскохозяйственной промышленности. ТБЛ ^® сочетает особенно высокий уровень конечной твердости, достигаемый после обработки, и высокую пластичность. Благодаря этим характеристикам TBL ^® уже давно используется для изготовления компонентов сельскохозяйственных и лесохозяйственных транспортных средств. Сталь TBL ^® отличается высокой степенью чистоты и жесткими допусками анализа, что обеспечивает стабильное поведение в процессе закалки и закалки.

Новинка: TBL ^® и TBL ^® Plus становятся TBL ^® 30 и TBL ^® 35, а также марки стали TBL ^® 40 и TBL ^® 50 дополняют новый ассортимент. Другие классы находятся в стадии разработки — наша служба технической поддержки будет рада ответить на любые вопросы.

Борсодержащие стали TBL ^® согласно DIN EN ISO 683-2 (ранее DIN EN 10083-3)

Марка стали	Эталонный сорт	ТОЛЩИНА 1 от _ до в мм	ШИРИНА 1 от _ до мм
ТБЛ ® 30	Специальная марка проката	2.50 – 15.00	1 000 – 2 000
ТБЛ ® 35	Специальная марка проката	2. 50 – 15.00	1000 – 1630
ТБЛ ® 40	Специальная марка проката	3.00 – 12.00	1000 – 1630
ТБЛ ® 50	Специальная марка проката	3.00 – 12.00	1000 – 1630

1. Возможны не все комбинации толщины и ширины.

Химический состав

Марка стали	С [%]	Si [%]	Мн [%]	Р [%]	С [%]	Cr [%]	B [частей на миллион]	Тип. СЕВ	Тип. СЕТ
ТБЛ ® 30	0,25 – 0,35	≤ 0,40	1,00 -1,50	≤ 0,025	≤ 0,010	≤ 0,50	10 – 50	0,55	0,40
ТБЛ ® 35	0,30 – 0,40	≤ 0,40	1,00 -1,50	≤ 0,025	≤ 0,010	≤ 0,50	10 – 50	0,60	0,50
ТБЛ ® 40	0,35 – 0,45	≤ 0,40	1,00 -1,50	≤ 0,025	≤ 0,010	≤ 0,50	10 – 50	0,70	0,55
ТБЛ ® 50	0,45 – 0,55	≤ 0,40	1,00 -1,50	≤ 0,025	≤ 0,010	≤ 0,70	10 – 50	0,80	0,65

Массовые доли при ковшевом анализе.

Механические свойства, типичные значения в состоянии поставки при комнатной температуре

Марка стали	Толщина [мм]	Предел текучести R e [МПа]	Прочность на растяжение R м [МПа]	Удлинение A 5 [%]	Твердость в состоянии поставки [HBW]
ТБЛ ® 30 1	≥ 3 – 12	400	620	22	180
ТБЛ ® 35 1	≥ 3 – 12	430	680	22	200
ТБЛ ® 40 1	≥ 3 – 12	470	750	20	220
ТБЛ ® 50 1	≥ 3 – 12	620	880	17	260

1. В зависимости от положения испытания (начало, середина или конец рулона) типичные значения могут отличаться. | Направление испытания: поперечно в направлении прокатки

TBL

^® – Борсодержащие стали с впечатляющей конечной твердостью

В процессе закалки и отпуска сочетание углерода, марганца и меньшее содержание бора обеспечивает легкость закалки сталей TBL ^® в различных средах. Максимально достижимая твердость зависит от типа применяемого процесса и составляет около 660 HBW (62 HRC). Последующий отпуск, то есть новый нагрев детали, снижает напряжения в материале, возникающие в процессе закалки.

Примеры применения легированных бором закаленных и отпущенных сталей

Закаливаемая борсодержащая сталь TBL ^® для ножей и валов плугов.

Закаленная сталь TBL ^® особенно хорошо подходит для изготовления износостойких сварных деталей со сложной геометрией. Примерами использования в сельскохозяйственном секторе являются сошники и волны плугов. Благодаря очень высокой прочности эта марка стали также хорошо подходит для изготовления соединительных элементов и цепей строительных машин. Даже в незатвердевшем состоянии TBL ^® подходит для применения в условиях умеренного износа, например, в бетономешалках.

Превосходные свойства обработки

Наши стали TBL ^® предлагают широкий спектр возможностей обработки. TBL ^® может подвергаться горячей штамповке, а также может подвергаться холодной штамповке и использоваться незатвердевшей. Это вариант для бетономешалок, которые подвержены незначительному абразивному износу. Даже незакаленная борсодержащая сталь обладает хорошими износостойкими свойствами благодаря своей мелкозернистой микроструктуре.

Мелкозернистая микроструктура получается за счет настроек, сделанных в процессе прокатки: В состоянии поставки сталь содержит феррит и перлит, т.е. как твердые, так и мягкие элементы микроструктуры. После закалки микроструктура показывает 100%-ное содержание мартенсита, что является показателем чрезвычайно прочного материала.