Войти
Борсодержащая сталь относится к стали, легированной небольшим количеством бора, обычно менее 1 процента. Добавление бора в сталь значительно увеличивает прокаливаемость полученного сплава.
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. Кислород, углерод и азот реагируют с бором в стали с образованием B 2O3(триоксида бора ); Fe 3 (CB) () и Fe 23 (CB) 6 (); и BN (нитрид бора ) соответственно.
Растворимый бор располагается в сталях вдоль границ 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. Кроме того, Fe 2 B имеет Было обнаружено, что осадок осаждается на границах зерен, что также может замедлять γ-α превращения. Считается, что при более высоких значениях B образуется Fe 23 (CB) 6, который способствует зародышеобразованию феррита и, таким образом, отрицательно влияет на прокаливаемость.
Бор эффективен при очень низких концентрации - 30 ppm B могут заменить эквивалент 0,4% Cr, 0,5% C или 0,12% V. Также было показано, что 30 ppm B увеличивают глубину закалки (~ + 50%) в низколегированной стали - считается, что это связано с к замедлению превращения мартенсита в более мягкий бейнит, феррит или перлит.
. Присутствие углерода в стали снижает относительную эффективность бора для повышения прокаливаемости.
При более чем 30 ppm бор начинает снижать прокаливаемость, увеличивает хрупкость и может вызвать жаростойкость.
Фазовая диаграмма Fe-B имеет две точки эвтектики - при 17% (моль) т.пл. 1149C; и 63,5% бора, т.пл. ~ 1500С. Есть пик m.p. при соотношении Fe: B 1: 1 и перегибе при 33% B, что соответствует FeB и Fe 2 B соответственно.
Растворимость бора в стали считается 0,021% при 1149C, падение до 0,0021% при 906C. При температуре 710C только 0,00004% бора растворяется в γ-Fe (Аустенит ).
Стали, легированные бором, включают углеродистые, низколегированные, включая HSLA, углеродисто-марганцевые и инструментальные стали. Из-за высокого поглощения нейтронов бором бор добавляется к нержавеющим сталям, используемым в ядерной промышленности, - до 4%, но чаще от 0,5 до 1%.
Бористые стали находят применение в автомобильной промышленности, как правило, в качестве усиливающих элементов, таких как дверные рамы и откидные сиденья. С середины 2000-х годов он широко использовался европейскими производителями автомобилей. Введение элементов из борсодержащей стали создало проблемы для спасателей на месте происшествий. поскольку ее высокая прочность и твердость противостояли многим обычным режущим инструментам (гидравлическим ножницам), которые использовались в то время.
Плоская борсодержащая сталь для использования в автомобилях подвергается горячей штамповке в охлаждаемых формах из аустентного состояния ( полученная путем нагрева до 900-950 ° C). Типичная сталь 22MnB5 показывает увеличение прочности на разрыв в 2,5 раза после этого процесса по сравнению с базовой 600 МПа. Штамповка может производиться в инертной атмосфере, в противном случае образуется абразивная накипь - в качестве альтернативы можно использовать защитное покрытие Al-Si. (см. алюминированная сталь ). Внедрение высокопрочной штампованной мягкой марганцево-борсодержащей стали с высокой прочностью на разрыв (22MnB5) (до предел прочности 1200 МПа, предел прочности при растяжении 1500 МПа) позволило снизить вес за счет уменьшения толщины в европейской автомобильной промышленности.
В скобах некоторых навесных замков используется борсодержащая сталь для обеспечения устойчивости к порезам Навесные замки из борсодержащей стали достаточной толщины скобы (15 мм и более) обладают высокой устойчивостью к ножовке, болторезам и ударопрочностью, хотя их можно победить с помощью угловой шлифовальной машины.
