ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химико-термическая обработка стали из "Технология металлов Издание 2 " Химико-термической обработкой называют процесс изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев и металла. [c.133] Такая обработка применима к деталям, от которых требуется твердая и износоустойчивая поверхность при сохранении вязкой и достаточно прочной сердцевины, высокая коррозионная стойкость, высокое сопротивление усталости. [c.134] Химико-термическая обработка стали основана на диффузии (проникновении) в атомно-кристаллическую решетку железа атомов различных химических элементов при нагреве стальных деталей в среде, богатой этими элементами. [c.134] Наиболее распространенными видами химико-термической обработки стали являются цементация — насыщение поверхности стальных деталей углеродом азотирование — насыщение поверхности стальных деталей азотом цианирование — одновременное насыщение поверхности стальных деталей углеродом и азотом. [c.134] Кроме этих основных видов химико-термической обработки, в промышленности применяют также поверхностное насыщение стали металлами алюминием, хромом, кремнием и др. Процесс этот называется диффузионной металлизацией стали. [c.134] Цементация. Цементация — процесс поверхностного насыщения стальных деталей углеродом. Цель цементации — получить детали с вязкой сердцевиной и твердой поверхностью. Такие детали во время работы не разрушаются от ударов и хорошо сопротивляются истиранию. Цементации подвергают детали из углеродистой и легированной стали с содержанием углерода от 0,08 до 0,35%. Богатые углеродом смеси, применяемые для цементации, — карбюризаторы — могут быть твердыми, жидкими и газообразными. [c.134] Цементация в твердом карбюризаторе производится путем нагрева деталей, упакованных в железные ящики (рис. 68) вместе с карбюризатором. [c.134] Жидкостной цементации подвергают мелкие изделия их погружают в расплавленные соляные ванны, состоящие из 75—85% НзгСОз (сода), 10—15% ЫаС (поваренная соль) и 6—10% 81С (карбид кремния). [c.135] Газовая цементация в окиси углерода СО впервые была применена П. П. Аносовым. Сущность ее состоит в том, что цементируемые изделия нагревают и выдерживают при температуре 920—950° С в печи, куда в течение всего процесса непрерывно подается цементирующий газ. Для этой цели используют природный газ, состоящий в основном из метана СИ 4, или искусственные газы, получаемые в результате разложения (пиролиза) нефтепродуктов— керосина, различных масел, бензола, пиробензола и др. Основной составляющей искусственных газов также является метан СП 4. [c.135] Детали загружают в муфельные печи, в которые вводят цементирующие газы. При газовой цементации продолжительность процесса сокращается в 2—2,5 раза. Так, для получения цементованного слоя глубиной 1,0—1,2 мм требуется затратить 4—5 часов. Кроме этого, газовая цементация обладает и другими преимуществами возможностью регулировать процесс за счет изменения количества и химического состава подаваемого газа отсутствием громоздкого оборудования и угольной пыли возможностью производить закалку непосредственно из печи. Процесс газовой цементации более экономичен. [c.135] Азотирование имеет ряд преимуществ перед цементацией оно дает незначительное изменение размеров деталей, обеспечивает бо-лее высокую твердость и износоустойчивость (при нагреве до температуры 500—550° С твердость азотированных деталей не снижается) сообщает деталям хорошую сопротивляемость действию переменных нагрузок, высокий предел выносливости и коррозионную стойкость. Недостаток азотирования — длительность процесса. [c.136] Азотирование применяют в машиностроении для получения высокого качества дизельной аппаратуры, измерительного инструмента, зубчатых колес и др. [c.136] Ч/Цианирование — процесс одновременного насыщения поверхности стали углеродом и азотом для придания ей высокой твердости, сопротивляемости истиранию и коррозионной стойкости. [c.136] Одновременное присутствие в среде углерода и азота ускоряет их совместную диффузию в поверхностные слои стали. Такими средами могут быть расплавленные цианистые соли (жидкостное цианирование), науглероживающие и азотирующие газы (газовое цианирование), твердые порошки и пасты (твердое цианирование). Цианированию подвергают углеродистые и легированные стали. [c.136] Существует два вида цианирования высокотемпературное и низкотемпературное. [c.136] Высокотемпературное цианирование применяют для деталей из углеродистой и легированной стали с содержанием углерода 0,3—0,4% с целью получения твердого, хорошо, сопротивляющегося истиранию поверхностного слоя и вязкой сердцевины. Такое цианирование проводится при температурах 780— 930° С, т. е. выше точки когда сталь находится в состоянии аустенита и преобладает процесс насыщения ее углеродом. Этот вид цианирования широко применяют на автомобильных заводах для зубчатых колес и различных мелких деталей. [c.136] Низкотемпературное цианирование применяют для инструментов из быстрорежущей стали при температурах 500—600° С, т. е. ниже точки А , когда преобладает процесс насыщения стали азотом, с последующим медленным охлаждением цианированного инструмента. [c.136] При газовом цианировании детали нагреваются в смеси газов, содержащих углерод и азот. Для этой цели используют смесь окиси углерода СО и аммиака ЫНз. При их химическом взаимодействии образуются активный углерод и азот. В последнее время газовое цианирование (нитроцементацию) производят в печах, оборудованных для газовой цементации, путем введения в рабочее пространство этих печей бензола или пиробензола. [c.137] Диффузионная металлизация. Кроме указанных процессов насыщения поверхности стали углеродом и азотом, широко применяют насыщение стали алюминием, хромом, кремнием и др. Этот процесс применяют главным образом с целью получения стальных деталей, устойчивых против разъедания щелочами и кислотами, а также с целью повышения устойчивости стали против окисления горячими печными газами, т. е. против окалинообразования. [c.137] Вернуться к основной статье