Для изучения термоусталостного сопротивления штамповых сталей была сконструирована и изготовлена экспериментальная установка и разработана методика оценки разгаро-стойкости.
Результаты испытаний исследуемых материалов после различных видов химико-термической обработки свидетельствуют о том, что эта обработка в ряде случаев может служить эффективным средством повышения разгаростойкости (борирование, хромирование). В связи с этим может быть также значительно изменен взгляд на влияние процесса цементации на термоусталостное сопротивление штамповых сталей. Так, например, цементация теплостойких сталей приводит к некоторому повышению их разгаростойкости (в 1,5-2,0 раза).
Химико-термическая обработка резко изменяет общую картину разгарообразования. Применив в качестве диффузионной обработки хромирование, мы установили, что, несмотря на появление в упрочненном слое в начальной стадии испытаний значительного количества трещин термической усталости, дальнейший их рост происходит крайне медленно. Это обусловлено наличием в хромированных образцах исследуемых сталей развитой переходной зоны, резко отличающейся по своим свойствам как от образующихся карбидных покрытий, так и сердцевины. В ней происходит частичная релаксация возникающих в процессе испытаний термических напряжений.
Проведенный металлографический анализ показал, что в начальный период испытаний, когда еще не отмечается образование видимых трещин, рельеф поверхности образца претерпевает значительные изменения за счет протекания процессов интрузии и экструзии, что объясняется развитием пластической деформации под действием термических напряжений. По мере увеличения числа циклов испытаний эти изменения рельефа поверхности становятся более очевидными. Особенно ярко это проявляется в случае борированных углеродистых и низколегированных сталей.
Таким образом, химико-термическая обработка существенным образом изменяет кинетику и характер трещинообразования, при этом немаловажную роль играет как упрочненный поверхностный слой, так и следующие за ним переходные зоны. Эффективность того или иного процесса химико-термической обработки определяется не только видом обработки, но и структурой, составом и напряженным состоянием исследуемого материала.