41 Диффузионное хромирование. Назначение, режимы, стали для хромирования. Примеры деталей для диффузионного хромирования.

Диффузионное хромирование – насыщение стали хромом. Цель – повышение коррозионной стойкости, окалиностойкости и износостойкости. Окалиностойкость повышается до 800С, высокая коррозионостойкость в воде, морской воде, азотной кислоте. Хромирование сталей, содержащих свыше 0,3-0,4%С, повышает также твердость и износостойкость.

Если С ≤0,25%, то слой представляет собой α твердый раствор Cr в Fe и обеспечивает при этом максимальную коррозионную и окалиностойкость.

Если С>0,35%, то основа слоя – твердый раствор карбидов хрома и тогда повышенная износостойкость.

Среда: твердая, газовая, вакуум.

Твердая: Cr(FeCr) + Al2O3 + NH4Cl (активатор)

50% 48% 2%

Al2O3 – чтобы предотвратить спекание порошка Cr

Активатор – для обеспечения в смеси газовой хлоридной фазы (хлориды хрома), которые восстанавливаются до хрома и образуют диффузионный слой.

Хрома – до 60-100% на поверхности.

Свойства хромированной стали:

- твердости – низкоуглеродистые – 200-250HV, высокоуглеродистые – до 1300HV

- теплостойкость до 850-900С

- высокая разгаростойкость (сопротивление термической усталости)

- высокая коррозионостойкость (практически во всех средах – щелочных, кислых, влажных, перегретый пар, сероводород)

- высокая износостойкость (в 4 раза больше чем у ШХ)

- низкая водородопроницаемость (высокая стойкость к водородному охрупчиванию)

- высокая окалиностойкость (уступает только алитированию).

Хромирование используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей, патрубков, а также деталей, работающих на износ в агрессивных средах.

------------------------------------------------

42 Предложить режим то сортового проката из стали у10.

Назначение ТО:

-снижение твердости для последующей деформации

- для сталей высокоуглеродистых – сфероидизация цементита – для обработки

- для сталей А и Ф классов – исключения выделения карбидов при охлаждении

- упрочнение

2 этапа ТО:

- регулируемое охлаждение после/в процессе горячей прокатки (контролируемая прокатка)

- дальнейшая ТО.

Охлаждение: т.к. сталь углеродистая/низколегированная, то на воздухе поштучно или в шабелях, без сквозняков. Твердость 260НВ – легко обрабатывать. Если есть дополнительные требования, то нужна дополнительная ТО.

ТО: т.к. сталь заэвтектоидная, то – неполный отжиг 770С + 20-40С. Цель: сфероидизация карбидной фазы (много С, много Ц).

//Отпуск нужен?????? Стр29

------------------------------------------------

43 Предложить режим то пружины из стали 60с2а.

Сталь 60С2А для пружины принадлежит к пружинным сталям.

Требования:

- высокий предел упругости σупр или допустимая остаточная деформация σ0,05

- релаксационная стойкость

- сопротивление циклическим нагрузкам.

Требования (условия) по структуре:

- отсутствие Аост

- минимальные остаточные напряжения (зональные)

- мелкое зерно

- отсутствие на поверхности обезуглероживающего слоя.

ТО:

- закалка выше Ас3 с последующим средним отпуском 350-450С на структуру троостита – для максимального предела упругости у структуры троостита.

- изотермическая закалка на нижний бейнит. Потом обязательно отпуск на эту же температуру- изотермической выдержки.

Для углеродистых сталей может быть:

- патентированная х/д проволока подвергается низкотемпературному нагреву 175С – 2 часа, если температура увеличивается, то время сокращается – 220-300С – 1 час.

Гальванические покрытия пружин: Cd, Cr, Zn – для коррозионной стойкости. Т.к. гальванические ванны кислые, то происходит насыщение металла водородом, след. Восникает отпускная хрупкость (водородная хропкость). След.

- чтобы избежать этого используют низкотемпературный нагрев для удаления водорода (200С)

Подвергают полировке (ресурс увеличивается на 50%)

Для повышения предела упругости очень важно иметь на поверхности напряжения сжатия, следовательно пружину подвергают дробиструйному наклепу – очищается поверхность и создается напряжение сжатия на поверхности.

Рессорно-пружинные стали общего назначения должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям и пределом выносливости при достаточной пластичности и сопротивлением хрупкому разрушению, иметь повышенную релаксационную стойкость. Для получения этих свойств стали должны содержать не менее 0,5% С и быть подвергнуты закалке и отпуску при 400-520С. Стали должны обладать хорошей закаливаемостью и прокаливаемостью. После закалки мартенситная структура должна быть по всему объему. Присутствие после закалки продуктов эвтектоидного или промежуточного превращения, феррита, перлита, а также Аост ухудшает упругие свойства. Чем мельче зерно, тем выше сопротивление стали малым пластическим деформациям. Наличие обезуглероживающего слоя на готовых пружинах резко снижает пределы упругости и выносливости.

В промышленности наиболее часто применяют кремнистые стали, в частности 60С2А. вследствие того, что кремний повышает прокаливаемость, задерживает распад М при отпуске и значительно упрочняет Ф, кремнистые стали имеют высокие пределы текучести и упругости, что обеспечивает хорошие свойства. Кремнистые стали применяют для изготовления пружин вагонов, многих автомобильных рессор, в станкостроении, для торсионных валов и др. однако кремнистые стали склонны к обезуглероживанию, образованию поверхностных дефектов при горячей обработке и графитообразованию, что снижает предел выносливости.