ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ Общая характеристика процессов химико-термической обработки стали из "Металловедение и термическая обработка металлов " Химико-термической обработкой называют поверхностное на-сыщениб стали соответствующим элементом (например, углеродом, азотом, алюминием, хромом и др.) путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды при высокой температуре. Химико-тармическая обработка заключается в нагреве изделия до заданной температуры в твердой, газовой или жидкой среде, легко выделяющей диффундирующий элемент в атомарном состоянии, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении. В отличие от термической обработки химико-термическая обработка меняет не только структуру, но и химический состав поверхностных слоев, что позволяет в более щироких пределах изменять его свойства. [c.255] Скорость диффузии атомов насыщающего элемента в решетку железа неодинакова и зависит от состава и строения образующихся фаз. При насыщении углеродом или азотом, составляющими с железом твердые растворы внедрения, диффузия протекает быстрее, чем при насыщении металлами, образующими твердые растворы замещения. [c.255] Если энергия активации Р для углерода и азота в у-железе составляет 31—32, то энергия активации для элементов, образующих с железом твердые растворы замещения (Сг, А1, 51 и др.), превышает 60 ккал/г-атом. [c.255] Глубина проникновения (диффузии) зависит от температуры и продолжительности насыщения, а также от концентрации диффундирующего элемента на поверхности (рис. 132). [c.256] Концентрация диффундирующего элемента на поверхности зависит от активности окружающей среды, обеспечивающей приток атомов этого элемента к поверхности, скорости диффузионных процессов, приводящих к переходу этих атомов в глубь металла, состава обрабатываемого металла, состава и структуры образующихся фаз. Повышение температуры увеличивает скорость процесса диффузии. Поэтому глубина диффузионного слоя, образующегося за данный отрезок времени, сильно возрастает с повышением температуры процесса (рис. 132,в). [c.256] Природа первичных образований, фазовый состав и изменение концентрации по толщине диффузионного слоя могут быть описаны диаграммой состояния металл — растворитель — диффундирующий элемент. [c.256] При насыщении железа элементом, расширяющим область у-фазы (Ре —Мп, Ре —N1), диффузия сначала (при температуре и) протекает в а-фазе, а по достижении предела растворимости образуется у-фаза (см. рис. 133). Перекристаллизация начинается также на поверхности образца и распространяется вглубь с образованием столбчатых кристаллитов. Если при охлаждении происходит перекристаллизация, столбчатые кристаллы могут исчезнуть. На границе раздела двух фаз (а и у) устанавливается перепад концентрации (рис. 133,6 и и з), а в микроструктуре (после охлаждения) обнаруживается пограничная диффузионная линия. Существенно, что двухфазные слои (а-Ьу) при температуре диффузии образовываться не могут, а могут возникнуть только в результате превращений во время охлаждения. При насыщении легированной стали при температуре диффузии могут возникнуть многофазные слои. [c.257] Вернуться к основной статье