- •1.1. Макро- и микроструктура металлических материалов.
- •1.2. Атомно-кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решеток. Анизотропия свойств металлов.
- •1.3. Дефекты кристаллического строения. Прочность бездефектных и реальных кристаллических тел.
- •2.1. Особенности жидкого состояния металлов. Механизм и кинетика кристаллизации. Закономерности образования и роста кристаллов.
- •2.2. Аморфные металлы. Полиморфные превращения в металлах.
- •2.3. Сущность процесса модифицирования.
- •2.4. Строение металлического слитка
- •Тема 3 Диаграммы состояния двойных сплавов.
- •3.1. Понятия фазы, компонента, системы. Определения твердых растворов, химических соединений, механических смесей.
- •3.2. Построение диаграмм состояния. Эвтектическая кристаллизация. Правила отрезков.
- •3.3. Диаграмма состояния системы с полной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
- •3.4. Диаграмма состояния системы с ограниченной растворимостью компонентов.
- •3.6. Связь между структурой и свойствами сплавов.
- •4.1. Упругая и пластическая деформация.
- •4.2. Влияние пластической деформации на строение и свойства металла, явление наклепа. Возврат и рекристаллизация. Холодная и горячая пластическая деформация.
- •4.3. Определение механических свойств металлов: твердость; характеристики, определяемые при растяжении, при знакопеременном нагружении; ударная вязкость.
- •5.1. Диаграмма состояния железо-цементит.
- •5.2. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. Углеродистые стали. Классификация и маркировка углеродистых сталей.
- •5.3. Чугуны. Влияние химического состава и скорости охлаждения на структуру чугуна. Серый чугун, ковкий чугун, высокопрочный чугун: классификация, маркировка, применение.
- •6.1. Теория термической обработки стали.
- •6.1.2. Превращения переохлажденного аустенита.
- •6.2. Технология термической обработки.
- •1. Полный отжиг
- •2. Неполный отжиг
- •6.2.2. Закалка стали. Прокаливаемость и закаливаемость стали. Поверхностная закалка.
- •6.2.3. Отпуск стали.
- •7.1. Физические основы химико-термической обработки.
- •7.2. Цементация.
- •7.3. Азотирование.
- •7.4. Цианирование и нитроцементация.
- •7.5. Диффузионная металлизация.
- •Тема 8 легированные стали
- •8.1. Влияние легирующих элементов на полиморфные превращения.
- •8.2. Структурные классы легированных сталей.
- •8.3. Маркировка и применение легированных сталей.
- •8.3.1. Конструкционные легированные стали.
- •8.3.2. Инструментальные стали и сплавы. Быстрорежущие стали, штамповые стали. Твердые сплавы.
- •Тема 9 Коррозионно-стойкие, жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы.
- •9.1. Коррозия электрохимическая и химическая.
- •9.2. Коррозионно-стойкие стали.
- •9.3. Жаростойкость, жаростойкие стали.
- •9.4. Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы.
- •Тема 10 Цветные металлы и сплавы
- •10.1. Алюминий. Деформируемые и литейные сплавы алюминия.
- •10.2. Медь и ее сплавы.
- •10.3. Титан и сплавы титана.
- •10.4. Магний и магниевые сплавы.
- •Тема 11
- •11.1. Термопластичные и термореактивные пластмассы.
- •11.2. Резины.
- •11.3. Композиционные материалы.
7.4. Цианирование и нитроцементация.
Цианирование – химико-термическая обработка, при которой поверхность насыщается одновременно углеродом и азотом.
Различают твердое, жидкое и газовое цианирование, последнее носит название нитроцементации.
Твердое цианирование осуществляют аналогично твердой цементации, только карбюризатор содержит цианистые соли. Из-за низкой производительности не рекомендован для широкого внедрения.
Жидкое цианирование проводят в ваннах с расплавленными цианистыми солями, например NaCN или KCN с добавками солей NаCl, BaCl и др.
Различают:
Высокотемпературное цианирование проводится при температуре 800…950oС, время выдержки 1,5–6 часов; толщина слоя 0,15…2 мм. При указанных высоких температурах сталь с поверхности в большей степени насыщается углеродом (до 0,8–1,2%) и в меньшей степени азотом (0,2–0,3%). Строение цианированного слоя аналогично цементованному. После цианирования изделия подвергаются закалке и низкому отпуску. Окончательная структура цианированного слоя состоит из тонкого слоя карбонитридов Fe2(C, N) и азотистого мартенсита.
По сравнению с цементацией высокотемпературное цианирование происходит с большей скоростью, приводит к меньшей деформации деталей, обеспечивает большую твердость и сопротивление износу.
среднетемпературное цианирование проводится при температуре 820…860oС, время выдержки 0,5–90 мин; толщина слоя 0,15…0,35 мм. Структура слоя – мартенсит + равномерно распределенные карбонитриды. Закалку выполняют непосредственно из цианистой ванны. После закалки следует низкий отпуск.
Цианированный слой обладает высокой твердостью 58…62 HRC и хорошо сопротивляется износу. Повышаются усталостная прочность и коррозионная стойкость.
Данной ХТО подвергают низко-, средне-, и углеродистые стали, легированные стали.
Низкотемпературное цианирование – тренифер процесс (см. выше). Проводится при температуре 540…600oС, сопровождается преимущественным насыщением стали азотом.
Данной ХТО подвергают инструменты из быстрорежущих, высокохромистых сталей, является окончательной обработкой.
Итак, с повышением температуры цианирования содержание азота в слое уменьшается, а углерода увеличивается.
Газовое цианирование (нитроцементация) осуществляется в газовых смесях из цементующего газа и диссоциированного аммиака. Состав газа и температура процесса определяют соотношение углерода и азота в цианированном слое. Оптимальное содержание слоя C+N зависит от марки стали и колеблется 1–1,65%. Глубина слоя зависит от температуры и продолжительности выдержки.
Высокотемпературная нитроцементация проводится при температуре 830…950oС. При оптимальных условиях насыщения структура после закалки (непосредственно из печи) и низкого отпуска160–180С состоит из мелкоигольчатого мартенсита, небольшого количества мелких равномерно распределенных карбонитридов и 30–50% остаточного аустенита, последний обеспечивает хорошую прирабатываемость изделий (например шестерен). Твердость достигает 56…62 HRC.
Низкотемпературной нитроцементации подвергают инструмент из быстрорежущей стали после термической обработки (закалки и отпуска). Процесс проводят при температуре 530…570oС, в течение 1,5…3 часов. Образуется поверхностный слой толщиной 0,02…0,004 мм с твердостью 900…1200 HV.
Нитроцементация характеризуется безопасностью в работе, низкой стоимостью.
Нитроцементации обычно подвергают детали сложной конфигурации. Широко применяют на автомобильных и тракторных заводах. Так, на ВАЗе 95 % деталей подвергаются нитроцементации.