31. Химико-термическая обработка. Нитроцементация и цианирование стали.

Химико-термическая обработка.

Нитроцементация.

Нитроцементацией называют процесс диффузионного насыщения поверх­ностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840 —860° С в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака.

Основное назначение нитроцементации — повышение твердости и износостойкости стальных изделий.

Если происходит в жидкой или твердой среде то называется цианирование.

Если в газообразной среде то нитроцементация.

Преимущества:

1) Выше производительность процесса.

2) Меньше деформация и корабление металла.

3) Возможность ТО непосредственно после процесса.

4) Диффузионный слой имеем свойства, отличные от свойств только цементованного и только азотированного слоя.

Применяются низкоуглеродистые, низколегированные, высоко легированные, инструментальные стали.

1. жидкостное цианирование(20-25% NaCH, 25-50% NaCO):

- высокотемпературное Т= 820 – 870С (цианирование + закалка + низкий отпуск)

- низкотемпературное Т= 550 - 600С

Недостаток: ядовитость расплава, высокая стоимость.

2. газовая NH + CH

Т= 850 – 860С

Преимущества: дешевле и безопаснее; можно точно регулировать толщину и состав щиффузионного слоя.

32. Конструкционные улучшаемые стали, свойства, применение, то.

Улучшение – это закалка + высокий отпуск на структуру сорбит.

Содержание С = 0,3 – 0,4%(среднеуглеродистые)

Легированные элементы: как дешевые, так и дорогие: Cr, Si, Mn, Mo, W, Ni.

Из углеродистых 30, 35, 40, 45.

ТО – полная закалка(нагрев выше Ас) и высокий отпуск 550 - 650С.

Т.к. процентное содержание С примерно одинаковое(как у углеродистых, так и у легированных), то марку стали определяет прокаливаемость(зависит от хим.состава, включая легированные элементы) чем больше сечений в детали, тем больше легированных эл-тов.

Сложным по конфигурации подвергающимся ударам необходимо наличие N:

- наилучшая по прокаливаемости и запасу вязкости 40ХМН;

- для небольших сечений простых форм изделий 40Х(критический диаметр = 20 мм);

40ХР - Д= 20 - 40 мм; 30ХН3 - Д= 50 мм; 30ХН2ВФ - Д= 100 мм.

33. Конструкционные цементуемые стали, свойства, применение, то.

Низкоуглеродистые(цементуемые) стали делят на 3 группы:

1. С неупрочняемой сердцевиной: 10, 15, 20.

После цементации твердость поверхности более 60 HRC; сердцевины 15 -30 HRC; после цементации необходима закалка и низкий отпуск. Изготавливают детали простой конфигурации, не испытывающие больших напряжений.

2. Низколегированные стали со слабоупрочняемой сердцевиной: 15Х, 20Х, 20ХГМ, 20ХН, 15ХР. Изготавливают для изделий более сложной формы и условий нагрузки.

3. Относительно-высоколегированные стали с упрочняемой сердцевиной(легированных эл-тов = 3%) 18ХГТ, 20ХНМ, 20ХНР.

Для деталей испытывающих большие напряжения, удары.

Ni – является обязательной добавкой при наиболее сложных условий работы.

34. Пружинные стали, свойства, применение, то.

Рессорно-пружинные стали с повышинным содержанием С применяемые для изготовления упругих эл-тов конструкций.

ТО – закалка + средний отпуск на троостит.

>= 800 МПа(максимальный предел упругости)

65, 70, 75.

ТО – полная закалка >Аси отпуск средний (300-400С).

Твердость – 45 HRC.

Отпуск: низкий 200С - 60HRC

средний 400С – 40-45HRC

высокий 600С – 20-25HRC

50С2, 55С2, 55СГ, 60СГ.

Рессорно-пружинные стали упрочняемой деформации.

Серебрянка – холоднотянутая(холоднокатаная) проволока.

У7, У8, У10.

ТО – пластическая деформация – патентирование – обработка на сорбит.

От холодной протяжки возникает наклеп после навивки пружины,отпуск 250 -350С

= 75-90%(степень деформации); предел упругости 2600 МПа.