Широкое использование в современном машиностроении конструкционных алюминиевых сплавов АМг6 и В95 привело к выявлению такой проблемы, как неоптимальная структура коммерческих полуфабрикатов из этих сплавов. Традиционные виды термической обработки не всегда позволяют достичь исправления структуры и получения высокого комплекса эксплуатационных свойств. Наиболее часто встречающимися дефектами структуры коммерческих полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, содержащих магний и цинк, является полосчатость, образованная упрочняющей интерметаллидной фазой MgZn2. Методами оптической микроскопии высокого разрешения исследована структура магниевых алюминиевых сплавов при различных режимах термической обработки, заключающейся в длительном гомогенизационном отжиге. Исследования проводили на образцах из сплавов АМг6 и В95. Для термообработки использовали камерную печь типа СНОЛ, оборудованную ПИД-регулятором, образцы загружали в предварительно разогретую до температуры 500 °С печь и выдерживали в ней в течение 8 и 16 ч. По завершении выдержки, образцы извлекали из печи и охлаждали на спокойном воздухе. Измерение твердости производили на исходных образцах, образцах после термообработки и спустя 14 суток после термообработки. Исследования показали, что увеличение времени высокотемпературной выдержки при 500 °С для обоих сплавов приводит к растворению интерметаллидных частиц. В результате происходящих структурно-фазовых превращений при дальнейшем охлаждении и последующем естественном старении, интерметаллидная фаза вновь выделяется из твердого раствора, как показали измерения твердости, произведенные на исходных образцах, затем после высокотемпературного отжига и в последующем – после естественного старения в течение 14 суток.

The widespread use of structural aluminum alloys AMg6 and V95 in modern mechanical engineering has led to the identification of such a problem as the non-optimal structure of commercial semi-finished products from these alloys. Traditional types of heat treatment do not always make it possible to correct the structure and obtain a high complex of operational properties. The most common structural defects in commercial semi-finished aluminum alloys containing magnesium and zinc are banding formed by the strengthening intermetallic phase MgZn₂. The structure of magnesium–aluminum alloys has been studied by high-resolution optical microscopy under various heat treatment modes, which include long-term homogenization annealing. The studies were carried out on samples of AMg6 and V95 alloys. For heat treatment, a chamber furnace of the SNOL type equipped with a PID controller was used; the samples were loaded into a furnace preheated to a temperature of 500°C and kept in it for 8 and 16 h. After the exposure was completed, the samples were removed from the furnace and cooled in still air. The hardness was measured on the original samples, samples after heat treatment and 14 days after heat treatment. Studies have shown that an increase in the time of high-temperature holding at 500°C for both alloys leads to the dissolution of intermetallic particles. As a result of the ongoing structural-phase transformations during further cooling and subsequent natural aging, the intermetallic phase again precipitates from the solid solution, as shown by hardness measurements made on the original samples, then after high-temperature annealing and subsequently after natural aging for 14 days.

The paper presents a comparative analysis of the microstructure of diffusion coatings on steels 45 and 38Kh2MYuA obtained by simultaneous diffusion saturation with boron, chromium and titanium. The saturation was performed by packing the saturable samples with sizes of 15 × 15 × 50 mm in a heat-resistant container with a powder saturating medium. At saturation of steel 45, the thickness of the diffusion layer is 120–140 µm, while at saturation of steel 38Kh2MYuA, the thickness of the diffusion coating is in the range of 70–80 µm, which is 58% less. The transition zone of the sample made of steel 38Kh2MYuA contains up to 20 vol % ferrite, while, in the case of steel 45, the transition zone is represented only by pearlite. The maximum microhardness of the diffusion layer on steel 38Kh2MYuA is 1.8 times lower than the indicator of the maximum microhardness of the diffusion layer on steel 45. At the same time, the surface microhardness on both steels is practically the same and is in the region of 1500 HV_0.1. The microhardness of the transition zone in the case of steel 45 is higher than in the case of steel 38Kh2MYuA due to the almost complete absence of the ferrite phase. According to the data of durometric analysis, the thickness of the diffusion layer on steel 38Kh2MYuA does not exceed 85 μm, the thickness of the diffusion layer on steel 45 is 120 μm, which correlates with the results of metallographic analysis. Parts made of 38Kh2MYuA steel strengthened by complex boron–chromium–titanizing, having a lower surface hardness than parts made of steel 45, have high prospects for use as one of the parts that make up the friction pair of critical units. As the second part, it is possible to use boronized steel 45.

An Erratum to this paper has been published: https://doi.org/10.1134/S1063785024340029

An Erratum to this paper has been published: https://doi.org/10.1134/S1063785024340017

The effect of a diffusion coating consisting of boron, chromium and the rare earth element lanthanum on theresistance of 4Kh5MF1S steel to high-temperature oxidation and wear was studied. The thickness of the diffusion layer after the addition of chromium and lanthanum to the saturating composition increased 2.2 times - from 28.2 to 61.5 µm compared with single–component boration. This is due to the fact that the introduction of lanthanum causes distortion of the atomic lattice of iron, increases the density of defects, thereby contributing to the formation of a boride layer. The number of pores and microcracks is greater in the boron layer without the addition of chromium and lanthanum. After the addition of chromium and lanthanum, the boride layer has a higher density and uniformity. In an oxidation experiment at a temperature of 800 ℃ and exposure for 6 hours, the thickness of the oxide layer of samples with a boron-chromium-lanthanum diffusion coating decreased from 68 to 22 µm relative to a single–component boride layer. The analysis of the oxide layer showed that the samples after complex saturation with boron, chromium and lanthanum have a dense and smooth oxide layer, while the samples borated in a single-component saturating medium have cracks and pores. The wear of samples with a complex diffusion layer after saturation with boron, chromium and lanthanum has a lower roughness, the wear marks were shallow, and the tendency of the layer to chip significantly decreased. The addition of chromium and lanthanum in the boration process can significantly increase the resistance of Kh5MF1S steel to oxidation at high temperatures and wear resistance Изучено влияние диффузионного покрытия, состоящего из бора, хрома и редкоземельного элемента лантан, на стойкость стали марки 4Х5МФ1С к высокотемпературному окислению и износу. Толщина диффузионного слоя после добавления хрома и лантана в насыщающий состав увеличилась в 2,2 раза (с 28,2 до 61,5 мкм)по сравнению с однокомпонентным борированием. Это связано с тем, что введение лантана вызывает искажение атомной решетки железа, увеличивает плотность дефектов, тем самым способствуя образованию боридного слоя. В боридном слое без добавления хрома и лантана количество пор и микротрещин больше. После добавления хрома и лантана боридный слой обладает более высокой плотностью и однородностью. В эксперименте по окислению при температуре 800 °C и выдержке в течение 6 часов толщина оксидного слоя образцов с диффузионным покрытием бор –хром –лантан уменьшилась с 68 до 22 мкм относительно однокомпонентного боридного слоя. Анализ оксидного слоя показал, что образцы после комплексного насыщения бором, хромом и лантаном имеют плотный и гладкий оксидный слой, в то время как у борированных в однокомпонентной насыщающей среде образцов наблюдаются трещины и поры. Износ образцов с комплексным диффузионным слоем после насыщения бором, хромом и лантаном имеет меньшую шероховатость, следы износа неглубокие, склонность слоя к сколам значительно уменьшилась. Добавление хрома и лантана в процессе борирования позволяет значительноповысить стойкость стали марки 4Х5МФ1С к окислению при высоких температурах и износостойкость.