PROJEKT TECHNOLOGII        

BOROWANIA DYFUZYJNEGO 

STALI KONSTRTUKCYJNYCH

Patrycja Boksa
Ilona Bednarczyk
IM, rok III, gr.1 

PLAN PREZENTACJI



POJĘCIE BOROWANIA DYFUZYJNEGO



DOBÓR ODPOWIEDNIEJ STALI



WARUNKI PROCESU BOROWANIA



BADANIE MIKROSTRUKTURY



BADANIE STRUKTURY FAZOWEJ 



BADANIE TWARDOŚCI MATERIAŁU

DEFINICJA BOROWANIA

Borowanie - jest to obróbka cieplno - 
chemiczna polegająca na nasycaniu 
powierzchniowej warstwy stali borem. Warstwy 
borowane cechują się bardzo dużą odpornością 
na ścieranie. Borowanie jest wykorzystywane 
także do utwardzania narzędzi, głównie do 
przeróbki plastycznej jak ciągadła, korki, 
matryce, walce itp.

RODZAJE BOROWANIA

1. W OŚRODKACH STAŁYCH – nie wymaga specjalnych urządzeń z 
wyjątkiem skrzynek żaroodpornych, do których ładuje się elementy 
wraz z mieszanką borującą, która składa się zwykle ze 
sproszkowanych składników: węglika boru B4C lub żelazoboru.

2. W OŚRODKACH CIEKŁYCH czyli kąpielach solnych - nagrzewanie 
przeprowadza się przez zanurzenie elementu na krótki czas w kąpieli 
solnej lub metalowej, po czym następuje ostudzenie w wodzie. 
Grubość warstwy zahartowanej reguluje się czasem zanurzenia w 
kąpieli.

3. W OŚRODKACH GAZOWYCH - przeprowadza się w szczelnych w 
okrągłych naczyniach (retortach) w atmosferze złożonej z chlorku boru 
lub borowodoru B2H6 oraz gazu nośnego. Temp procesu 1100°C. 
Borowanie gazowe jest uważane za metodę nowoczesną i 
energooszczędną, ale wymaga kosztownych urządzeń. Ma też wady: 
nie można stosować bezpośredniego hartownia, gazowe związki boru 
są bardzo toksyczne.

Warstwy powstałe w wyniku borowania 
dyfuzyjnego cechują się:



 

Żaroodpornością do temperatury 800°C,



 Odpornością korozyjną w wielu roztworach 
kwaśnych

    i alkaicznych,



 Odpornością na działanie stopionych metali i 
stopów

WYBÓR STALI

Skład chemiczny:
C - 0,42%
Mn - 0,71% 
Si - 0,18%
P - 0,008%
S - 0,032% 
Cr - 0,11%

Własności:

Twardość - 250HB

Wydłużenie przy zerwaniu 

-19%

Moduł Younga od 205 do 

210GPa

Re - 430 MPa

Rm - 650-800 MPa

 

STAL C45

ZASTOSOWANIE STALI C45

- korpusy przyrządów
- narzędzia do obróbki drewna
- osie, wrzeciona, wirniki i części wirujące średnich 

prędkości

- ogólnego przeznaczenia części maszyn średnio 

obciążonych

- wały korbowe, koła zębate, tuleje, podkładki oporowe

PRZEPROWADZENIE PROCESU 

BOROWANIA 

Borowanie zostało przeprowadzone metodą gazowo-
kontaktową. Próbki umieszczone w retorcie zasypano 
mieszaniną borującą, która składała się z boru 
amorficznego, wypełniacza (sadzy) i aktywatora. Sadza 
jako wypełniacz obniża potencjał borujący i zapobiega 
spiekaniu mieszaniny. Natomiast aktywator, 
przyspiesza proces dyfuzji atomów boru z mieszaniny 
borującej do powierzchni elementu. Uszczelniona 
retorta została umieszczona w piecu w temperaturze 
950oC i wygrzewana przez cztery godziny.

DALSZA OBRÓBKA 

Następnie stal poddano hartowaniu w temperaturze 
850oC i niskim odpuszczaniu w temperaturze 150oC. 
Hartowanie odbywało się w wodzie.

MIKROSTRUKTURA STALI  
C45 PO BOROWANIU

Otrzymane warstwy mają budowę iglastą o dobrym powiązaniu

borków z podłożem. Grubość otrzymanych warstw mieści

się w zakresie 70-80 μm. Pod warstwą borków żelaza występuje

podłoże martenzytyczne.

STRUKTURA FAZOWA PO 

BOROWANIU 



W wyniku procesu borowania powstają 
związki B z Fe zwane borkami: FeB i 

Fe

2

B

, z 

tym, że borek FeB jest twardszy, ale i 
bardziej kruchy.



Próbki obciążane były nominalną



wartością siły obciążającej F = 0,9807N o symbolu



twardości HV0,1.



Mikrotwardość warstw borowanych dyfuzyjnie dla 
stali



C45 i 41Cr4 w zakresie borków FeB wynosi ok. 1700-
1900



HV, a borków Fe2B ok. 1500-1600HV (rys. 5).



Mikrotwardość podłoża o strukturze martenzytycznej



wynosi ok. 700 HV 0,1.

TWARDOŚĆ STALI PO 

BOROWANIU 

Warstwy borowane dyfuzyjnie charakteryzują się dużą 
twardością w zakresie 1500 -1900 HV.
Wysoka twardość uzyskana poprzez proces 
wprowadzenia boru powoduje kruchość stali.
Aby przeciwdziałać temu zjawisku należy zmodyfikować 
strukturę przez dodanie pierwiastków takich jak:



Nikiel



Miedź



Węgiel



Azot



Krzem

OBRÓBKA CIEPLNA STALI 

PO BOROWANIU 

Po borowaniu należy utwardzić podłoże warstwy 
borowej przez hartowanie zwykłe w oleju z niskim 
odpuszczaniem lub izotermiczne. Podczas nagrzewania 
należy chronić warstwę borowaną przed utlenianiem. 
Dobre efekty daje nagrzewanie kąpielowe w stopionym 
boraksie. Po obróbce cieplnej można zeszlifować ok. 
0,05 mm, aby usunąć porowate powłoki o niskiej 
odporności na ścieranie.