Билет 29

1. Химико-термическая обработка как способ повышения свойств конструкционных материалов на основе железа.

ХТО порошковых сталей - обработка, связанная с изменением их химического состава как по всему объёму (в случае проницаемых изделий), так и по глубине сечения от поверхности, с целью получения изделий с различными свойствами на поверхности и в сердцевине. При ХТО пористых изделий происходит повышение твёрдости на поверхности изделий, поверхностью приобр-ся спец. свойств (повышенная коррозионной стойкости, жаростойкости и т. д.), а также залечивание пор и резкое возрастание свойств.

Распространёнными видами ХТО порошковых стальных изделий являются:

- цементация – насыщение изделий углеродом,

- азотирование – насыщение азотом,

- сульфидирование – насыщение серой и т. д.

- применяют также насыщение металлами: хромом, алюминием, титаном и др. (металлизация),

- несколькими элементами: цианирование – совместное насыщение углеродом и азотом, карбохромирование – углеродом и хромом, карбохромосилицирование – насыщение углеродом, хромом, кремнием.

Отличие порошковых изделий – большая глубина дифф. слоя (литые – 1мм, П<10% - до 3 мм, при сквозной П м.б. на всю глубину), возможно совмещение со спеканием (насыщ. с образованием структуры), а также уменьшение размера пор (залечивание).

Стадии ХТО:

1. Обогащение насыщающей среды атомами диффундирующего эл-та;

2. Адсорбция их и установление химической связи с атомами насыщаемого металла;

3. Диффузия-проникновение вглубь металла адсорбированных атомов (лимитирующая стадия).

Степень насыщенности зависит от концентрации поступающих атомов и от их скорости диффузии вглубь.

2. Конструкционные материалы на основе меди.

Св-ва медных сплавов: высокими электро- и теплопроводностью, а также коррозионной стойкостью, низким коэффициентом трения, способностью подвергаться пайке и нанесению гальванических покрытий.

Изг. порошковых сплавов меди не позволяет при однократном прессовании и спекании получать качественные изделия пористостью менее 15%. Для обеспечения высоких Ф-Мех свойств порошковые детали нужно подвергать доп. уплотнению.

Наиболее – допрессовка. Но она позволяет повысить относительную плотность заготовок до 90 – 93%, что недостаточно для деталей, от которых требуется высокая электропроводность и паяемость. Более эффективным способом уплотнения является холодная и горячая штамповка. В последние годы значительное распространение получил метод горячей штамповки пористых заготовок (ГШПЗ).

Медные детали чаще всего изготовляют из электролитических порошков с частицами разветвленной формы, которые хорошо уплотняются и содержат небольшое количество примесей. Перед прессованием в шихту в качестве смазки вводят 0,5 – 0,8% стеарата цинка. Давление пресс-ния 300 – 500 МПа, что обеспечивает получение заготовок пористостью 15 – 20%. Прессовки спекают в проходных и камерных печах. В качестве защитной среды используют водород, диссоциированный аммиак, эндогаз. Чаще всего спекание проводят при 1000 – 1050˚С. Для повышения плотности и получения деталей более сложной формы заготовки подвергают допрессовке, штамповке или выдавливанию.

Конструкционные детали изготовляют из порошков бронзы с содержанием от 5 до 13% олова. Для повышения твердости вводят добавки фосфора, а с целью улучшения обрабатываемости – цинк. Чаще всего применяют предварительно легированные порошки бронзы. Основными методами производства легированных порошков бронзы являются распыление расплавов и диффузионное насыщение.

Получение деталей из порошков латуни связано с наиболее значительными трудностями вследствие испарения цинка в процессе спекания и диффузионной пористостью.. Порошки латуни получают распылением расплавов сжатым воздухом или азотом и диффузионным насыщением. Часто м.б. легирование – Ni до 30% (повыш. корроз. стойкости, жаропрочности), Со (повыш. твёрдости, прочности).