Зносостійкість та характеризація  борованих сплавів на основі Ni

Анотація

У цьому дослідженні нікель-магнієві сплави зі складом 97% Ni–3% Mg успішно борували пакетним способом при температурі 900–1000 °C з тривалістю обробки від 1,5 до 4,5 год. Властивості, шорсткість поверхні та густину утворених боридних шарів досліджено за допомогою рентгеноструктурного аналізу (XRD), сканувальної електронної мікроскопії (SEM), енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії (EDS) та випробуваннями на мікротвердість. Рентгенофазовий аналіз виявив фази NiB, Ni₃B та Ni₂B після борування. Згідно з даними SEM, боридний шар мав гладку і щільну поверхню. У сплавах Ni–Mg дифузія атомів бору від поверхні до матриці прискорювалася зі збільшенням температури та часу обробки. Як наслідок, товщина шару бориду збільшилася. Було виявлено, що Mg не перешкоджає дифузії атомів бору. В залежності від часу обробки та температури товщина боридного шару Ni–Mg сплаву коливалась від 96,74 до 248,36 мкм. Твердість боридного шару на сплаві Ni–Mg коливалася від 1675 до 1832 HV_0,05, тоді як значення твердості за Віккерсом для необробленого нікелю становило 98 HV_0,05. Шорсткість поверхні Ni–Mg сплавів становила від 0,25 до 0,58 мкм, а її густина — від 8,4 до 8,68 г/см³. Значення шорсткості поверхні зростали зі збільшенням товщини боридного шару. Випробування на знос проводили за схемою куля–диск в умовах сухого тертя при кімнатній температурі під навантаженням 10 Н зі швидкістю ковзання 0,3 м/с на відстані ковзання 250 м. Коефіцієнт тертя борованих сплавів Ni–Mg був у межах від 0,42 до 0,64, а неборованих сплавів — 0,86.