5.4.2. Азотирование стали.

Азотирование — процесс насыщения стальных деталей азотом, применяемый для повышения твердости, износоустойчивости, предела усталости, коррозионной стойкости (в атмосфере, воде и паре). Азотирование стали широко применяется для деталей, работающих при температуре до 500° С (гильзы цилиндров, коленчатые валы, клапаны выпуска, шестерни, втулки и другие детали поршневых и реактивных двигателей).

Процесс азотирования заключается в нагревании окончательно механически обработанных деталей в среде ам­миака при температуре 480—650° С. При температуре выше 400° С аммиак диссоциирует с образованием атомарного азота. Атомарный азот поглощается поверхностным металлом и диффундирует вглубь, образуя различные азотистые фазы.

При насыщении азотом углеродистых сталей твердость поверхности повышается незначительно (на 30—50 HV). При насыщении азотом сталей, легированных алюминием, титаном, хромом, молибденом, марганцем, твердость азо­тированного слоя повышается до 1200 HV. Глубина азотированного слоя зависит от температуры и длительности процесса азотирования.

Сопротивление износу азотированной стали значительно выше износоустойчивости цементированной стали. Твердость азотированного слоя не снижается при повтор­ном нагреве до температуры 500—600° С, что позволяет снизить износ деталей, работающих при высоких температурах.

Предел усталости слоя азотированной стали повышается в результате появления в нем сжимающих остаточных напряжений.

5.4.3. Цианирование стали.

Цианирование — процесс насыщения мало- и среднеуглеродистых (в том числе легированных) сталей углеродом и азотом в целях повышения твердости, износоустойчивости и усталостной прочности.

Цианирование мелких деталей проводится в цианистых ваннах при температуре 810—820° С в течение 20— 40 мин. При этом образуется твердый поверхностный слой глубиной 0,15—0,25 мм. После цианирования деталь под­вергается закалке и низкому отпуску при температуре 180—200° С. Цианирование при 930º С продолжительностью 1—5 ч обеспечивает получение слоя 0,5—1,5 мм с твердостью больше 60RC.

Цианирование в ядовитых солях в настоящее время заменяется газовым цианированием (нитроцементацией). Нитроцементация проводится в смеси из 3—10% аммиака и 90—97% цементирующего газа (природного, светильного и др.). Процесс ведется при температуре 850° С в течение 2—6 ч с последующей закалкой и низким отпуском деталей.

5.4.4. Хромирование алюминиевых сплавов и стали.

Хромирование алюминиевых сплавов — электрохимическое покрытие слоем хрома деталей из алюминиевых сплавов в целях защиты от механического износа. Твердое хромированное покрытие толщиной 50 мк обеспечивает высокую стойкость против износа и коррозии деталей из алюминиевых сплавов, работающих на трение.

Хромированию рекомендуется подвергать детали конструкций, которые при эксплуатации не испытывают ударных нагрузок.

Для деталей, работающих при повышенных температурах, следует учитывать возможность растрескивания покрытия вследствие большой разницы коэффициентов линейного расширения алюминия и хрома.

Хромирование стали — поверхностное насыщение малоуглеродистой стали хромом в целях повышения коррозионной стойкости и кислотоупорности. Хромирование средне и высокоуглеродистых сталей резко повышает их твердость и износоустойчивость.

Хромирование сталей проводится в порошкообразной смеси, состоящей из 50% феррохрома, 45% А1₂0₃ и 5%, NH₄C1. При температуре 1000° С примерно за 8—10 ч на стали 08 образуется хромовый слой толщиной 0,10—0,12 мм, на стали У10 — около 0,02—0,03 мм.

Хромирование рекомендуется проводить на деталях, работающих в атмосферных условиях и агрессивных средах.