ной растворимости диффундирующих элементов при даннчц температуре.

Образование жидкой фазы при контактном плавлении про. исходит с большей скоростью по границам зерен и дефекта ч кристаллической структуры металлов, что связано с разлтп,. ной величиной коэффициентов граничной и объемной дифф\. зии [3].

Можно дать объяснение закономерностям взаимодействия присадочного материала и основного металла в начальный период сплавления.

Совершенно очевидно, что эвтектические структуры, увеличение веса и увеличение толщины диффузионного слоя на опытных образцах, обработанных при температурах, несколько превышающих 1100° С, вполне соответствуют диаграмме состояния взаимодействующих компонентов. Полностью согласуются с современными представлениями отмеченные особенности ин-теркристаллитной диффузии на первой стадии процесса наплавки и влияние содержания углерода на ускорение процесса бо рирования. Аналогичные структуры наблюдали также Н. Бредз и Г. Шварцбарт [128] при металлографическом анализе стальных паяных соединений, выполненных с помощью припоя ю эвтектического сплава железа (96,2%) и бора (3,8%). В и\ исследовании обращалось внимание на сильное проплавленне границ зерна основного металла припоем, причем глубина про-плавления в армко-железе составляет в среднем 13 мк, в стали с 0,45% 130 жк и в стали с 0,95-1,1 %С 250 мк. Это совпадает с приведенными на рис. 30 данными о влиянии содержания углерода в основном металле на увеличение веса образцов (опы ты со сталями Ст. 3 и 65Г).

Выполненные исследования приводят к выводу, что в основе сЬизико-химических процессов на первой стадии сплавления ле жит контактно-реактивное плавление. Контактно-реактивная пара образуется в результате совместной диффузии углерода и бора в тонкий поверхностный слой основного металла. Благо даря малой растворимости бора в железе на поверхности быстро возникает борид железа. Локализация диффузии углерода и бора при Низких температурах на границах зерен ускоряет достижение предельных концентраций на межфазовых границах и способствует появлению в этих участках легкоплавкой трои ной эвтектики железо-бор-углерод.

Недостаточно понятен химизм процессов образования ато марного бора, диффундирующего затем в сталь. Экспериментально установлено, что большую роль здесь играет снлико кальций, так как слой, насыщенный бором, при обработке т. в. ч. расплавленными флюсами практически ощутим только в том случае, если к буре, борному ангидриду или их смеси добавляется силикокальцйй.

1ля уточнения влияния силикокальция на переход бора в -рдавленный металл были проведены опытные наплавки четы-Ж композиций шихты, из которых силикокальций содержала jAko одна. Составы шихты приведены в табл. 4.

Таблица4

Наплавленные при одинаковом режиме образцы подверга-ЛИ£> затем послойному спектральному анализу бора. Ввиду отсутствия стандартных эталонов содержание бора выражалось в условных единицах по относительной интенсивности аналити-чой пары линий бора (2496 А) и железа (9596 А).

Анализ полученных результатов (рис. 32) показывает, что наплавке шихтой № 1, № 2, № 3 содержание бора в на-пЭДйленном металле примерно одинаково и значительно мень-чем при наплавке шихтой № 4.

\-20 30 -1Ш

О 0.1 0.2 аз 0,4 0.5 0.6 07 мм Расстояние от границы сппаВления

32. Влияние состава шихты на перебора из флюсов в наплавленный I металл

О 0,1* 0.8 и мм Расстояние от границы сплавления

Рис. 33. Характер распределения бора по толщике сормайта, наплавленного при оптимальной температуре (кривые 1 и 2) и с перегревом (кривая 3)

1редставляет интерес характер распределения бора по толпе наплавленного металла - наличие максимума на рас-йнии примерно /з толщины слоя от поверхности. Аналогнч-характер распределения бора был получен также (рис. 33)

при анализе образцов, наплавленных сормайтом с флюсамц П-1,5 при оптимальных режимах (кривые / и 2) и с перегревов (кривая .3).

Восстановление бора из окисла происходит по следующец реакции:

В3О3 + CaSi, = СаО- SiO + 2В + Si. CaSiOg

Возможно образование атомарного бора в результате вое становления борного ангидрида углеродом или алюминием входящим в состав силикокальция. Имеются также сведения с реакции восстановления борного ангидрида железом, протека ющей в реакционном пространстве дуги [72].

Насыщения бором стальных образцов при нагреве их т. в ч в контакте с бурой и борным ангидридом без силикокальция практически не происходит, однако в присутствии сормайта ohl все же наблюдается. Так, например, в металле, наплавленном с флюсами без силикокальция, содержится до 0,3% Б, в то время как-при добавлении к шихте 3% силикокальция средняя концентрация бора в наплавленном металле составляет величину -0,8%,

Для сравнения укажем, что по имеющимся данным равновесное содержание бора в металле с боросодержащим шлаком при температуре 1600°С составляет 0,003% при 5% В2О3 в шлаке, а при дуговой сварке электродами Св. 1-а под слоем высокомарганцовистого флюса добавка 5% В2О3 определяет содержание бора в наплавленном металле, приближающееся ь ,02% [72].

При индукционной наплавке с флюсами без силикокальция роль бора в образовании контактно-реактивной пары ослаб ляется, он уступает свое место углероду. Указанные обстоя тельства, по-видимому, являются одной из основных причин ухудшения наплавочных свойств шихты при исключении из ее состава силикокальция.

Взаимодействие компонентов наплавочной шихты с основ ным металлом на первых стадиях сплавления при индукционной наплавке происходит в следующей последовательности:

1. Диффузия углерода из сормайта и бора из флюсов в ос новной металл, межкристаллитная при низких, объемная - при высоких температурах. В значительно меньшей степей! диффундирует в основной металл хром.

2. Контактное плавление в обогащенных диффундирующим! элементами участках основного металла.

3. Расплавление частиц сормайта, слияние жидких капель выравнивание фронта плавления и распространение плавленяч на всю толщину слоя шихты.