ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Конструкционные материалы Стали и чугуны из "Технология металлов и конструкционные материалы " Цементация стали. Цементацией называется процесс поверхностного насыщения стали углеродом. Применяют ее для получения поверхности высокой твердости с сохранением вязкой сердцевины в таких деталях, как зубчатые колеса, поршневые пальцы, кулачки распределительных валиков и др. [c.101] Результаты цементации зависят от следующих факторов 1) состава стали 2) состава углесодержащей среды (карбюризатор) 3) режима цементации — температуры нагревания и времени выдержки 4) характера термической обработки после цементации. Для цементуемых деталей применяют стали с ниЗ КИМ содержанием углерода. [c.101] По роду применяемых материалов различают цементацию в твердом, ЖИДКОМ и газообразном карбюризаторах. [c.101] Рб-у +С Ре (С), и диффундирует в глубь стали тем быстрее, чем выше температура цементации. При последующем охлажде-йии насыщенный аустенит претерпевает превращение в соответствии с диаграммой Ре — РезС. При концентрации углерода выше 0,8% в интервале температур Аст—А, выделяется вторичный цементит, а при А[ аустенит превращается в перлит. [c.102] В результате цементации получается цементированный слой с тремя зонами (рис. 61) у поверхности изделия заэвтектоид-ная зона (перлит + сетка цементита) с содержанием около 1,2% углерода дальше следует эвтектоидная зона (перлит) с содержанием углерода 0,8%, а ближе к сердцевине — доэвтектоидная зона (феррит-I-перлит). [c.102] За глубину цементованного слоя принято считать сумму зон заэвтектоидной, эвтектоидной и половины переходной (доэвтектоидной). [c.102] Цементованный слой детали приобретает требуемую высокую твердость и износостойкость только в результате термической обработки в виде закалки и отпуска. [c.102] Применение для цементуе.мых деталей наследственно мелкозернистой стали упрощает термическую обработку можно ограничиться одинарной закалкой (только для цементованного слоя) с последующим низкотемпературным отпуском. [c.102] При газовой цементации поверхностный слой стали насыщается углеродом при помощи газового карбюризатора. Детали нагревают в специальных герметически закрытых печах, в которые непрерывным потоком подают цементующий газ, содержащий в большом количестве углерод. К таким газам относятся естественные газы (например, саратовский), газообразные продукты разложения нефтепродуктов (например, керосина) и др. Атомарный углерод, необходимый для цементации, образуется при разложении углеводородов и окиси углерода, содержащихся в цементующих газах. Основной углеводород — метан (СН4), разложение которого при нагревании происходит по следующей реакции СН4=С + 2Н2. [c.103] Образующийся атомарный углерод поглощается поверхностью стали и проникает в глубь детали. Температура газовой цементации 900—930°С. [c.103] В связи с отсутствием малотеплопроводного карбюризатора время выдержки при газовой цементации, по сравнению с временем выдержки при цементации в твердом карбюризаторе, приблизительно в два раза меньше. Сокращение времени выдержки уменьшает перегревание стали, поэтому после окончания цементации детали, изготовленные из наследственно мелкозернистой стали, можно закаливать непосредственно в газовой цементационной печи, подстудив до температуры закалки 800°С. [c.103] При газовой цементации удобно и легко регулировать количество и состав подаваемого газа и можно полностью механизировать процесс газовой цементации (рис. 62), что сокращает продолжительность цикла и снижает стоимость обработки. [c.103] Благодаря указанным преимуществам, газовая цементация широко распространена на заводах. [c.103] На рис. 62 показана толкательная печь для газовой цементации с трубчатыми нагревателями (Стальпроект). Печь имеет три последовательно расположенные камеры камеру 1 для цементации при температуре 900—950°С камеру 2 — для охлаждения с 900—950°С до 700°С камеру 3, в которой подогревают и выравнивают температуру до 800°С для непосредственной закалки. [c.103] Цементуемые детали размещают на поддонах, которые двумя рядами проталкивают по жароупорным направляющим. [c.105] Печь нагревают трубчатым нагревателем из жароупорной стали и отапливают газом температура регулируется автоматически. В качестве газового карбюризатора пользуются природным газом, смешанным с разбавителем, приготовленным крекированием натурального газа с воздухом. Все операции по загрузке, перемещению в печи, закалке и разгрузке механизированы. [c.105] Внутренние размеры печи в миллиметрах ширина 1700, длина 8400 (в цементационной камере — 600, камере подстуживания— 1600, камере нагревания под закалку — 800). [c.105] Азотирование стали. Азотирование — это процесс насыщения поверхности стали азотом. Цель азотирования — получить детали, поверхности которых обладали бы высокой твердостью и износостойкостью или устойчивостью против коррозии. Процесс азотирования проходит следующим образом. [c.105] Образующийся атомарный азот поглощается поверхностью стали и проникает в глубь детали. Азотированию подвергают детали, изготовленные из стали, специально предназначенной для азотирования. Эта сталь (марки 38ХМЮА), кроме железа и углерода, содержит хром, молибден, алюминий. [c.105] Вернуться к основной статье