ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Азотирование стали из "Металловедение Издание 4 1966 " Процесс цементации известен человечеству с давних пор. До середины прошлого века сталь умели получать только методом сквозной цементации железа в последнее время этот старинный процесс, широко применяющийся и сейчас, подвергся научной разработке. [c.236] При цементации происходит поверхностное насыщение стали углеродом, в результате чего получается высокоуглеродистый поверхностный слой. Так как для цементации берут низкоуглеродистую сталь, то сердце-вина остается мягкой и вязкой, несмотря на то что после цементации сталь подвергается закалке. [c.236] Различают два вида цементации твердую и газовую. [c.236] При твердой цементации детали запаковывают в ящик, наполненный карбюризатором — науглероживающим веществом. Карбюризатором является древесный уголь с различными добавками. В ящике, в промежутках между кусочками угля, имеется воздух, кислород которого при температуре процесса (900—950° С) соединяется с углеродом, образуя окись углерода СО (образуется именно СО, а не СО2, из-за недостатка кислорода). [c.236] С образованием атомарного углерода, который поглощается поверхностью. [c.237] Таким образом, и при твердой цементации процесс протекает с образованием газовой фазы, т. е. цементация производится газом, образовавшимся из карбюризатора в ящике. [c.237] Процесс твердой цементации — весьма продолжительная операция и занимает, в зависимости от требуемой глубины цементации, часто не один десяток часов. Даже для образования слоя малой глубины, например в 1 мм, продолжительность цементации составляет несколько часов. Столь большая продолжительность процесса объясняется главным образом малой скоростью прогрева ящика, наполненного нетеплопроводным карбюризатором. [c.237] Увеличение скорости цементации достигается применением цементации в газовых средах. [c.237] При газовой цементации герметически закрытая камера печи наполнена цементирующим газом (чаще с определенной скоростью через нее проходит газ). Время на прогрев ящика и карбюризатора при этом способе цементации не затрачивается, и скорость цементации (получение заданной глубины слоя) возрастет в тем большей степени, чем меньшей глубины слой требуется получить. [c.237] Сейчас газовая цементация является для массового производства основным процессом цементации, и только для мелкосерийного или еди- ничного производства экономически целесообразен более простой способ твердой цементации. [c.237] Газовая цементация производится в стационарных или методических (непрерывно действующих) конвейерных печах. Цементирующий газ приготовляется отдельно и подается в цементационную реторту. [c.237] Наибольшее распространение в качестве газовых карбюризаторов получили предельные углеводороды (СНап+а) — метан, этан, пропан, бутан и др., а из них — метан в виде естественного газа (92—96% СН4). [c.237] Кроме естественного газа, применение получила цементация бензолом, который в виде капель подается в цементационную реторту, где образуется газ, состоящий главным образом из метана, окиси углерода и свободного водорода. [c.237] Как видно из приведенных выше реакций (2), (3), в результате распада углеводородных соединений образуется свободный углерод. Ёсли поверхность стали не поглощает весь выделяющийся углерод (абсорбция отстает от диссоциации), то свободный углерод, кристаллизуясь из газовой фазы, откладывается в виде плотной пленки сажи на детали, затрудняя процесс цементации. [c.237] Вот почему для рационального ведения процесса газовой цементации нужно иметь газ определенного состава и регламентировать его расход. [c.238] Цементация ниже критической точки Ас ие производится, так как а-железо почти не растворяет углерод и при цементации ниже Аг образуется лишь поверхностная корочка цементита очень небольшой толщины. [c.238] Практически цементация производится при 900—930° С, но теперь имеется тенденция повысить температуру цементации до 950 —970° С и выше. [c.238] Повышение температуры цементации, как следует из общих представлений о процессе диффузии, резко увеличивает глубину слоя. [c.238] На рис. 234 показаны кривые, характериз5 ю-щие изменение толщины цементированного слоя в зависимости от температуры и продол5китель-ности процесса. Как видно из диаграммы, скорость процесса в начале наибольшая, затем постепенно уменьшается, но сильно возрастает с повышением температуры. [c.238] Вернуться к основной статье