Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Бористая сталь относится к стали, легированной небольшим количеством бора , обычно менее 1 процента. Добавление бора в сталь значительно увеличивает закаливаемость получаемого сплава.

Описание [ править ]

Бор добавляется в сталь в виде ферробора (~ 12-24% B). Поскольку в добавке ферробора отсутствуют защитные элементы, его обычно добавляют после добавления поглотителей кислорода. Существуют также патентованные добавки с поглотителями кислорода / азота - одна из них содержит 2% B плюс Al, Ti, Si. [1] Кислород, углерод и азот реагируют с бором в стали с образованием B 2 O 3 ( триоксида бора ); Fe 3 (CB) ( боронцементит железа ) и Fe 23 (CB) 6 ( карбид бора железа ); и BN ( нитрид бора ) соответственно. [2]

Прокаливаемость [ править ]

Растворимый бор располагается в сталях по границам зерен. Это замедляет превращения γ-α (превращение аустенита в феррит) за счет диффузии и, следовательно, увеличивает прокаливаемость с оптимальным диапазоном от ~ 0,0003 до 0,003% B. [1] Кроме того , было обнаружено, что Fe 2 B выделяется на границах зерен, которые может также задерживать γ-α превращения. [1] Считается, что при более высоких значениях B образуется Fe 23 (CB) 6 , который способствует зародышеобразованию феррита и, таким образом, отрицательно влияет на прокаливаемость. [1]

Бор эффективен при очень низких концентрациях - 30 ppm B может заменить эквивалент 0,4% Cr, 0,5% C или 0,12% V. [2] Также было показано, что 30 ppm B увеличивают глубину затвердевания (~ + 50%) в низколегированная сталь - считается, что это связано с замедлением превращения мартенсита в более мягкий бейнит , феррит или перлит . [2]

Присутствие углерода в стали снижает относительную эффективность бора в улучшении прокаливаемости. [2]

При концентрации выше 30 ppm бор начинает снижать прокаливаемость, увеличивает хрупкость и может вызвать жаростойкость . [2]

Фазовая диаграмма [ править ]

Фазовая диаграмма Fe-B имеет две эвтектические точки - при 17% (моль) т.пл. 1149 ° C; и 63,5% бора, т.пл. ~ 1500 ° C. Имеется пик mp при 1: 1 Fe: B и изгиб при 33% B, соответствующие FeB и Fe 2 B соответственно. [1]

Считается, что растворимость бора в стали составляет 0,021% при 1149 ° C, снижаясь до 0,0021% при 906 ° C. [1] При температуре 710 ° C только 0,00004% бора растворяется в γ-Fe ( аустенит ). [1]

Использует [ редактировать ]

Стали, легированные бором, включают углеродистые, низколегированные, включая HSLA , углеродисто-марганцевые и инструментальные стали. [2] Из-за высокого поглощения бором нейтронов бор добавляют в нержавеющую сталь, используемую в ядерной промышленности, - до 4%, но чаще от 0,5 до 1%. [2]

Борсодержащие стали находят применение в автомобильной промышленности, как правило, в качестве укрепляющих элементов, таких как дверные коробки и регулируемые сиденья. С середины 2000-х годов он широко использовался европейскими производителями автомобилей. [3] Внедрение элементов из борсодержащей стали создало проблемы для спасателей на месте происшествий, поскольку их высокая прочность и твердость противостояли многим обычным режущим инструментам (гидравлическим ножницам), которые использовались в то время. [3] [4]

Плоская борсодержащая сталь для автомобильной промышленности подвергается горячей штамповке в охлаждаемых формах из аустентного состояния (полученного нагревом до 900-950 ° С). Типичная сталь 22MnB5 показывает увеличение прочности на разрыв в 2,5 раза после этого процесса по сравнению с базовым значением 600 МПа. Штамповка может производиться в инертной атмосфере, в противном случае образуется абразивная накипь - в качестве альтернативы можно использовать защитное покрытие Al-Si. [5] (см. Алюминированную сталь ). Введение высокой прочности на разрыв горячей штамповке мягкого марганца бора стали (22MnB5) (до доказательства прочности 1200MPa, предел прочности на разрыв 1500MPa) позволило экономии веса через вниз замер в европейской автомобильной промышленности. [6]

Борсодержащая сталь используется в скобах некоторых замков для защиты от порезов [7] Навесные замки из борсодержащей стали с достаточной толщиной скобы (15 мм и более) очень устойчивы к ножовке, болторезам и ударам, хотя их можно сломать с помощью угловой шлифовальной машины.

См. Также [ править ]

  • Boriding
  • Борид железа

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g "Бор в стали: Часть первая" , www.totalmateria.com , ноябрь 2007 г.
  2. ^ a b c d e f g "Бор в стали: Часть вторая" , www.totalmateria.com , декабрь 2007 г.
  3. ^ a b Watson, Len, «Boron Steel in Vehicles» (PDF) , www.resqmed.com , заархивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2018 г. , получено 17 мая 2019 г.
  4. ^ "Борсодержащая сталь в транспортных средствах" (PDF) , Технический документ 01/14, борсодержащая сталь , Спасательная организация Ирландии (1)
  5. ↑ Altan, Taylan (январь 2007 г.), «Обновление исследований и разработок: горячая штамповка легированных бором сталей для автомобильных деталей - Часть II» , Stamoing Journal
  6. ^ Тейлор, Т .; Fourlaris, G .; Evans, P .; Яркий, Г. (2014), «Новое поколение сверхвысокой прочности бора стали для горячего тиснения автомобильных технологий», материалы Наука и техника , 30 (7): 818-826, DOI : 10,1179 / 1743284713Y.0000000409
  7. ^ "Выберите лучший замок " , www.masterlock.com , Master Lock

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Тейлор, Т .; Fourlaris, G .; Evans, P .; Яркий, Г. (2014), «Новое поколение сверхвысокой прочности бора стали для горячего тиснения автомобильных технологий», материалы Наука и техника , 30 (7): 818-826, DOI : 10,1179 / 1743284713Y.0000000409

Внешние ссылки [ править ]