ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диффузионная металлизация (диффузионное насыщение металлами) из "Металловедение и термическая обработка металлов " Поверхностное насыщение стали алюминием, хромом, бором и другими элементами называют диффузионным насыщением металлами. Изделие, поверхность которого обогащена этими элементами, приобретает ценные свойства, к числу которых относятся высокая жаростойкость, коррозионная стойкость, повышенная износостойкость и твердость. [c.275] Алитирование. Алитированием называют насыщение поверхности стали алюминием. Чаще применяют алитиро вание в порошкообразных смесях. Детали упаковывают в ящик, заполненный рабочей смесью, в состав которой входят алюминиевый порошок (25—50%) или ферроалюминий (50—75%), окись алюминия (25—75%) и хлористый аммоний ( 1,0%). Процесс ведут при 900—1050°С в течение 3—12 ч. Нередко применяют алитирование в ваннах с расплавленным алюминием. Алитируе-мые детали погружают в расплавленный алюминий, содержащий 6—8% Ре (железо добавляют для того, чтобы исключить растворение обрабатываемых деталей в алюминии), процесс ведут при 700—800°С в течение 45—90 мин. [c.275] Некоторое применение нашло алитирование методом металлизации (напылением слоя алюминия на обрабатываемую поверхность) с последующим диффузионным отжигом при 900— 1000°С. Перед отжигом изделие покрывают обмазкой, состоящей из 48% серебристого графита +30% кварцевого песка, 20% глины +20% хлористого аммония. Обмазку замешивают на жидком стекле. В результате алитирования сталь приобретает высокую окалиностойкость (до 850—дОО С), так как в процессе нагрева на поверхности алитированных изделий образуется плотная пленка окиси алюминия AI2O3, предохраняющая металл от окисления. Алитированный слой обладает также хорошим сопротивлением коррозии в некоторых агрессивных средах. [c.276] Хромирование стали — насыщение поверхности стальных изделий хромом. Этот процесс обеспечивает повышенную устойчивость стали против газовой коррозии (окалиностойкость) — до 800°С, высокую коррозионную стойкость в таких средах, как вода, морская вода и азотная кислота. Хромирование сталей, содержащих 0,3—0,4% С, повышает также твердость и износостойкость. [c.277] Хромирование чаще ведут в порошкообразных смесях (например, 50% феррохрома, 49% окиси алюминия и 1% хлористого аммония). Некоторое применение нашло газовое хромирование (нагрев в среде, содержащий СгСЬ) и в вакууме. При хромировании в вакууме изделия засыпают порошком хрома в стальном или керамическом тигле и помещают в вакуумную камеру (давление 10 2—мм рт. ст.). При высокой температуре хром испаряется и диффундирует в железо. Хромирование ведут при 1000—1050°С несколько часов. [c.277] Диффузионный слой, получаемый при хромировании технического железа, состоит из твердого раствора хрома в а-железе (см. рис. 137, б). Слой, получаемый при хромировании стали, содержащий углерод, состоит из карбидов хрома (Сг, Ре) С или (Сг, Р е)2зСб. На рис. 137, в показана структура хромированного слоя, полученного на стали с 0,45% С. Слой состоит из (Сг, Ре)7Сз, под слоем карбидов находится переходной слой с высоким содержанием углерода (0,8%)- Такие слои образуются в результате диффузии углерода из внутренних слоев к поверхности навстречу хрому. Углерод обладает большей скоростью диффузии, чем хром, поэтому для образования карбидного слоя используется не весь углерод. Часть его составляет переходный слой с высоким содержанием углерода. Карбидный слой обладает высокой твердостью. Твердость слоя, полученного хромированием железа, составляет НУ 250—300, а при хромировании стали — НУ 1200—1300. Глубина хромированного слоя обычно не превышает 0,15—0,20 мм. [c.277] В последнее время применяется глубокое хромирование слябов, сутунок, заготовок труб и т. д. на 1,5—8,0 мм в вакууме при высокой температуре (1400—1450°С). При получении хромированных листов, труб и прутков перегрев устраняется в процессе повторного нагрева для обработки давлением. [c.277] Хромирование используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей, патрубков, а также деталей, работающих на износ в агрессивных средах. [c.277] Силицированный слой (рис. 137, г) является твердым раствором кремния в а-железе. Под диффузионным слоем часто наблюдается слой перлита. Это объясняется оттеснением углерода из диффузионного слоя вследствие пониженной растворимости его в кремнистом феррите. Силицированный слой отличается повышенной пористостью, глубина его 0,3—1,0 мм. Несмотря на низкую твердость (NV 200—300), силицированный слой обладает высокой износостойкостью после предварительной пропитки маслом при 170—200°С. [c.278] Силицированию подвергают детали, используемые в оборудовании химической, -бумажной и нефтяной промышленности (валики насосов, трубопроводы, арматура, гайки, болты и т. д.). [c.278] Борирование, т. е. насыщение поверхностного слоя бором, создает очень высокую твердость [HV 1800—2000), износостойкость и устойчивость против коррозии в различных средах. Борирование стальных изделий чаще выполняют при электролизе расплавленных солей, содержащих бор. Изделие служит катодом в ванне с расплавленной бурой (КагВгО ). Температура насыщения 930—950°С при выдержке 2—6 ч. Процесс можно вести и без электролиза в ваннах с расплавленными хлористыми солями (Na l, ВаСЬ), в которые добавляют 20% порошкообразного ферробора или 10% карбида бора. [c.278] Борированию подвергают детали, применяемые в оборудовании нефтяной промышленности. Например, втулки грязевых нефтяных насосов для повышения их устойчивости против абразивного износа. Борирование поверхностей контакта штампов для горячей штамповки значительно повышает их стойкость. Борированию можно подвергать любые стали. [c.278] Конструкционными называют стали, применяемые для изготов-ления деталей машин, конструкций и сооружений. Конструкционными сталями могут быть углеродистые и легированные стали. Содержание углерода в этой группе сталей чаще не превышает 0,5—0,6%. [c.279] Детали современных машин и конструкций работают в условиях высоких динамических нагрузок, концентраций напряжений и низких (высоких) температур. Все это способствует хрупкому разрушению и снижает надежность работы машин. [c.279] Поэтому конструкционные стали должны помимо высоких механических свойств, определяемых при стандартных испытаниях (ов. Со,2, г]5, б, Пв, НВ), характеризующих свойства материала, обладать высокой конструктивной прочностью, т. е. прочностью, которая проявляется в условиях ее реального применения (в виде деталей, конструкций и т. д.). [c.279] Конструкционная сталь должна обладать и хорошими технологическими свойствами oбpaбaтывafь я давлением (прокатка, ковка, штамповка и т. д.) и резанием, хорошо свариваться, обладать высокой прокаливаемостью и малой склонностью к деформациям и трещинообразованию при закалке и т. д. [c.279] В настоящее время в СССР производятся 400 марок конструкционных сталей. Конструкционные стали поставляют в виде заготовок и сортовой горячекатаной, калиброванной и шлифованной стали. Некоторые стали поставляют в виде листов. [c.279] Конструкционную сталь выплавляют в основных и кислых мартеновских и открытых электропечах, а также в конверторах с продувкой кислородом сверху. [c.279] Вернуться к основной статье