Расстояние от поверхности изделия до границы с исходным раствором (L1 на рис.) обычно принимают за условную глубину диффузионной зоны (фактически глубина ее L2
больше на величину слоя исходного твердого раствора измененного состава).
11
РАЗНОВИДНОСТИ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Цементация стали
Цементацией (науглероживанием) называется ХТО, заключающаяся в
диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом при нагревании в соответствующей среде – карбюризаторе. Цементацию
проводят при температурах выше точки Ас3 (930…950°С), когда устойчив
аустенит, растворяющий углерод в больших количествах.
Окончательные свойства цементованные изделия приобретают в результате закалки и низкого отпуска, выполняемых после цементации.
Цементация и последующая термическая обработка придает поверхностному слою высокую твердость и износостойкость, повышает предел выносливости.
Для цементации обычно используют низкоуглеродистые 0,1…0,18%С, чаще легированные стали. Для цементации крупногабаритных деталей применяют стали с более высоким содержанием углерода (0,2…0,3%), для того, чтобы сердцевина изделия, не насыщающаяся углеродом при цементации, сохраняла высокую вязкость после закалки.
Во многих случаях цементации подвергается только часть детали; тогда участки, не подлежащие упрочнению, защищают тонким слоем меди (20…40 мкм), которую наносят электрическим способом или изолируют
специальными обмазками. |
12 |
|
Азотирование
Азотированием называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали азотом при нагреве ее до 500…650 °С в аммиаке.
Азотирование повышает твердость поверхностного слоя детали, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в атмосфере, воде, паре и т. д. Твердость азотированного слоя стали выше, чем цементованного и сохраняется при нагреве до высоких температур (450…550°С), тогда как твердость цементованного слоя, имеющего мартенситную структуру, сохраняется только до 200…225°С.
13
В системе Fe – N образуются твердый раствор азота в-Fe ( -фаза); '-фаза – твердый раствор на основе нитрида железа Fe4N (5,7…6,1%N); -фаза – твердый
раствор на базе нитрида железа Fe2-3N (8…11,2%N).
Процесс азотирования железа и стали проводится в атмосфере частично диссоциированного аммиака: NH4 N + 3/2H2. Азотированию подвергают
легированные стали, содержащие Cr, Mo, V и др. Легирование приводит к уменьшению азотированного слоя, но позволяет резко повысить твердость поверхности.
14
Другие специальные виды химико-термической обработки: Нитроцементация – процесс диффузионного насыщения поверхностного
слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840…860°С в газовой среде, состоящего из науглероживающего газа и аммиака. Азот ускоряет диффузию углерода.
Продолжительность процесса 4…10 часов. Основное назначение – повышение твердости и изностостойкости.
После нитроцементации т/о: закалка с печи + отпуск при 160…180°С. Цианирование – процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя
стали одновременно углеродом и азотом при 820…950°С в расплавленных солях, содержащих группу СN.
15
Виды диффузионной металлизации:
Алитирование – это процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя алюминия. Применяют для повышения коррозионной стойкости и жаростойкости углеродистых сталей, работающих при высокой температуре.
Хромирование – это процесс диффузионного насыщения поверхности хромом. При хромировании обеспечивается высокая против газовой коррозии до 800 С, окалиностойкость и износостойкость деталей в агрессивных средах (морская вода, кислоты).
Силицирование это процесс диффузионного насыщения поверхности кремнием. Силицирование обеспечивает наряду с повышенной износостойкостью высокую коррозионную стойкость изделий в кислотах и морской воде. Применяется для деталей, используемых в нефтяной и химической промышленности.
Борирование – это процесс диффузионного насыщения поверхности бором. Борирование придает поверхностному слою исключительно высокую твердость, износостойкость и устойчивость против коррозии в различных среда.
16