3. Химико-термическая обработка стали

Цементация

Цементация в твёрдом карбюризаторе –

2ВаСО₃ + С = ВаО + 2СО; 2СО = СО₂ + С_атом

Газовая цементация – СН₄ = 2Н₂ + С_атом; С_атом + Fe_γ = Аустенит

Рисунок 40 – Цементация

Рисунок 41 – Режим термообработки после цементации

1 – заэвтектоидная зона; 3 – эвтектоидная зона; 3 – доэвтектоидная зона

Рисунок 42 – Микроструктура диффузионного слоя после цементации низкоуглеродистой стали

Рисунок 43 – Зубчатое колесо, подвергшееся цементации

Азотирование

2NH₃ = N₂ + 3H₂.

ε – Fe₂N. γ´ - Fe₄N. α – твёрдый раствор азота в феррите

Рисунок 44 – Структура азотированного слоя

4 Легированные стали

4.1 Влияние легирующих элементов на структуру и механические свойства сталей

а б

а – аустенитные стали – группа никеля; б – ферритные стали – группа хрома

Рисунок 45 – Влияние легирующих элементов на структуру стали (положение критических точек А₃, А₄)

а б

а – влияние содержания хрома и углерода на структуру стали; б – совместное влияние хрома и никеля на структуру стали

Рисунок 46 – Влияние хрома и никеля на структуру легированной стали

а б

Рисунок 47 – Влияние легирующих элементов на твёрдость (а) и ударную вязкость (б) сталей

а б

Рисунок 48 – Влияние легирующих элементов на пластичность (а) и хладноломкость (б) сталей

а б

Рисунок 49 – Влияние легирующих элементов на положение точки начала мартенситного превращения М_н (а), и количества остаточного аустенита после закалки (б)

а – перлитные стали; б – мартенситные стали; в – аустенитные стали

Рисунок 50 – Влияние легирующих элементов на структуру стали после нормализации

4.2 Влияние легирующих элементов на жаростойкость и жаропрочность сталей

Рисунок 51 – Изменение электрохимического потенциала железа от содержания хрома

Рисунок 51 – Скорость окисления стали (0,5% С) в зависимости от содержания хрома (а); скорость окисления жаростойкой стали (С – 0,1%,

Сr – 6%, Мо – 0,5%) при Т = 800^оС в зависимости от содержания алюминия

а б

а – зависимость скорости окисления железа на воздухе от температуры; б – влияние хрома на окисляемость сталей

Рисунок 52 – Окалиностойкость сталей

а б

в г

а – схема установки для испытания на ползучесть; б – зависимость предела прочности железа от температуры испытаний (заштрихована область напряжений, вызывающих ползучесть); в – зависимость прочности от продолжительности испытаний; г – кривые ползучести (σ₁<σ₂<σ₃)

1 – образец; 2 – печь для нагрева; 3 - индикатор

Рисунок 52 –Явление ползучести