3. Азотирование. Назначение, режимы, применяемые стали и получаемые свойства.

Азотирование – диффузионное насыщение поверхностного слоя стали азотом. Азотирование проводят при температуре 480…600°С в среде частично диссоциированого аммиака, который является источником атомарного азота: NH3→3/2H2+N_ат. Длительность процесса азотирования составляет 24…60 часов для получения слоя толщиной 0,3…0,6 мм.

Азотированию подвергают среднеуглеродистые стали (0,3…0,5%С), легированные хромом, молибденом, алюминием, ванадием, например 38Х2МЮА (0,38%С, 2% Cr, 1% Al, 0,2% Mo). Азотированный слой имеет многофазное строение: на поверхности образуются нитриды железа (ε- и γ΄-фазы, Fe_2-3N и Fe₄N соответственно), а также нитриды легирующих элементов типа MeN и Me₂N, которые придают высокую твёрдость (1100…1200 HV) азотированному слою. Перед азотированием проводится термообработка, как правило, улучшение (закалка с высоким отпуском), с целью повышения прочности и вязкости сердцевины за счет формирования структуры сорбита зернистого. Затем проводят механическую обработку для придания окончательных размеров изделию, наносят защитные покрытия на участки, не подлежащие азотированию. После азотирования проводят окончательное шлифование изделия. Азотирование повышает твердость, износостойкость, предел выносливости, сопротивление коррозии и применяется для упрочнения шестерен, гильз цилиндров, коленчатых и распределительных валов, клапанов двигателей внутреннего сгорания и т.д.

4. На складе имеются стали 20х2н4ва, у12, 65сг, 5хнм. Расшифровать состав сталей и указать их типовую термическую обработку. Получаемые структура и свойства.

У12 1,2% С Отжиг на зернистый перлит, закалка + низкий отпуск, структура: М_отп+Ц_II твердость 62…63 HRC.

20Х2Н4ВА 0,2%С, 2%Cr, 4%Ni, ~1%W, А – высококачественная.Структура сердцевины – низкоуглеродистый мартенсит.Высокая прокаливаемость, низкий порог хладноломкости.Обработка холодом

5ХНМ Закалка в масле+высокий отпуск, троостосорбит; твердость 40-45, рабочая температура нагрева- 500-550С. 0,5% хрома, до 1,5% никеля, до 0,15% молибдена

65СГ

0,65% С, Кремния,марганца до 1%

Высокая прочность и твердость

Закалка в масле+низкий отпуск, Мотп+Ц втор

Билет №17

1.Особенности превращения аустенита в перлит.Промежуточное бейнитное превращение.Строение и св-ва продуктов превращения.

П ревращение аустенита в перлит при медленном охлаждении.Превращение связано с диффузией углерода, сопровождается полиморфным превращением , выделением углерода из аустенита в виде цементита, разрастанием образовавшегося цементита.

Механизм превращения - диффузионный Превращение происходит с образованием и ростом зародышей цементита. Прилегающий к зародышу участок аустенита обедняется углеродом, что облегчает полиморфное превращение и зарождается кристаллик веррита. Процессы повторяются и в итоге образ пластинчатая структура, в которой пластинки феррита чередуются с пластинками цементита. Продукты перлитного превращ - чем больше степень переохлаждения, тем тоньше образующаяся фер- цементитная стр-ра, т е величина межпластинчатого расстояния.(перлит,сорбит,троостит-наиболее мелкодисперсная).С увеличением степени дисперсности возрастают твердость,прочность,пластичность,текучесть,выносливость

Бейнитное превращение.От 500 до Мн аустенит распадается с образованием структуры бейнита.Механизм-при темп ниже 500 скорость превращения аустенита замедляется.Атомы углерода обладают еще достаточной подвижностью,а диффузия атомов железа практически прекращается.Бейнитное превращение сочетает в себе элементы перлитного и мартенситного превращения(частично-дифф,частично-сдвиговым).

Таким образом образуется бейнит-феррито-цементитная смесь,в которой феррит несколько пересыщен углеродом.Можно получить путем изотермической выдержки.Бейнитное превращ не идет до конца.Нераспавшийся при изотермич выдержки аустенит при послед охлаждении может претерпевать мартенситное превращ или сохр в виде остат аустенита.

Продукты превращ-ВБ(500-350)перистое строение,карбидные включения выдел в виде изолированных узких частиц.,имеет пониж пластичность по сравнению с перлитными стр-рами,твердость и прочность при этом не повышается.НБ-игольчатое строение,в котором карбидные включения располагаются внутри пластинок α фазы.Более выс прочность и твердость по ср-ию с перлитным превр.Достаточно выс пластичность и вязкость.