1.4 Хромирование (диффузионное)

Этот процесс проводится при 950–1100 °C в течение 6–10 ч в твердой, жидкой и газовой средах. Хромирование низкоуглеродистой стали обеспечивает повышение коррозионной стойкости. В поверхностной зоне слоя толщиной около 0,1 мм содержание хрома достигает 65 %. Хромирование высокоуглеродистых сталей способствует повышению износостойкости, а также коррозионной стойкости и жаростойкости. При этом образуется очень твердый износостойкий поверхностный слой толщиной около 0,03 мм, состоящий из карбидов (Cr, Fe)₂₃C₆ и (Cr, Fe)₇C₃. Поверхностная микротвердость слоя доходит до 2100 HV.

1.5 Борирование

Насыщение бором проводится с целью повышения поверхностной твердости, износостойкости (особенно, абразивной), теплостойкости и коррозионной стойкости в некоторых средах. Процесс проводят в газовых средах, расплавах солей, порошкообразных смесях или путем обмазки деталей пастой. В порошкообразных смесях на основе карбида бора (В₄С) при 930 °C за время 6 ч образуется борированный слой толщиной около 0,15 мм с микротвёрдостью до 2200 НV.

Высокая твердость поверхностного слоя объясняется образованием сплошных слоев очень твердых химических соединений, содержащих около 16,2 % B (FeB) в наружном слое, и около 8,8 % B (Fe₂B) на большей глубине. В нашей отрасли этот процесс чаще всего применяется для упрочнения и повышения теплостойкости штампов из сталей 5ХНМ, 5ХНВ для горячей штамповки деталей, вырубных штампов и деталей, подвергающихся абразивному изнашиванию (например, буксовые накладки тепловозов и электровозов).

Основным достоинством боридных и карбидных слоев является сохранение твердости и износостойкости до температур ~ 700⁰С.

2. Порядок выполнения работы

1. Зарисовать характер изменения температуры при нагреве под закалку с использованием ТВЧ, твердости и микроструктуры после быстрого охлаждения стали 45 от поверхности в глубь детали.

2. Занести в таблицу значения твердости образцов, закаленных с температур 850, 930 и 1000 °C, и значения глубины закаленных слоев.

3. Сделать выводы по данным таблицы.

4. Зарисовать и описать микроструктуру цементованного слоя углеродистой и легированной стали после медленного охлаждения и после закалки.

5. Нарисовать и объяснить режимы термической обработки после цементации и их назначение.

6. Сделать выводы по цементации.

7. Изучить по микрошлифам и плакатам структуру и свойства поверхностных слоёв после различных видов химико-термической обработки.

3. Содержание отчета по работе

1. Краткие сведения из теории поверхностной закалки с нагревом ТВЧ и цементации.

2. Схема установки для закалки с нагревом ТВЧ.

3. Данные по твёрдости и глубине закалённого слоя, полученные в экспериментах.

4. График режима термической обработки после цементации.

5. Зарисованные и описанные микроструктуры поверхностных слоев стали, подвергнутых закалке с нагревом током высокой частоты, цементации, азотирования, хромирования и борирования.

6. Выводы по работе с объяснением причин поверхностного упрочнения стальных деталей, подвергнутых закалке с нагревом ТВЧ и цементации и других видов химико-термической обработки.