7.6.3. Азотирование

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+Nат. 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, Fe2-3N 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.

20Х2Н4ВА – 0.2% С, 2% Сr, 4% Ni, 1% W, Закалка, высокий отпуск, Структура после ТО: сорбит отпуска

У12 – 1.2% С Отжиг, В результате отжига получается структура сферодита (зернистого перлита)

65СГ – 0.65% С, 1% Si, 1% Mn, Закалка, отпуск

5XНМ – 0.5% С, 1% Сr, 1% Ni, 1% Mo Закалка, Отпуск