ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химико-термическая обработка из "Технология металлов и других конструкционных материалов Изд8 " Целью химико-термической обработки является получение поверхностного слоя стальных изделий, обладающего повышенными твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью или коррозионной стойкостью. Для этого нагретые заготовки подвергают воздействию среды, из которой путем диффузии в поверхностный слой заготовок переходят нужные для получения заданных свойств элементы углерод, азот, алюминий, хром, кремний и др. [c.103] Эти элементы диффундируют в поверхностный слой лучше, когда они выделяются в атомарном состоянии при разложении какого-либо соединения. Подобное разложение легче всего происходит в газах, поэтому их и стремятся применять для химикотермической обработки стали. Выделяющийся при разложении газа активизированный атом элемента проникает в решетку кристаллов стали и образует твердый раствор или химическое соединение. Наиболее распространенными видами химико-термической обработки стали являются цементация, азотирование, цианирование. [c.103] Цементация. Цементацией называется поглощение углерода поверхностным слоем заготовки, который после закалки становится твердым в сердцевине заготовка остается вязкой. Цементации подвергают такие изделия, которые работают одновременно на истирание и удар. [c.103] Существуют два вида цементации цементация твердым карбюризатором и газовая цементация. [c.103] Цементации подвергают заготовки из углеродистой или легированной стали с массовым содержанием углерода до 0,08 %. Для деталей, подверженных большим напряжениям, применяют стали, содержащие до 0,3 % С. Такое содержание углерода обеспечивает высокую вязкость сердцевины после цементации. [c.103] Для цементации заготовки помещают в стальные цементационные яЩики, засыпают карбюризатором, покрывают крышками, тщательно обмазывают щели глиной, помещают ящики в печь и выдерживают там 5-10 ч при температуре 930-950 °С. [c.103] Поверхности, не подлежапцие цементации, изолируют от карбюризатора нанесением на них обмазок или омедняют электролитическим способом. Глубина цементации обычно составляет 0,5-3 мм цементированные заготовки содержат в поверхностном слое 0,95-1,1 % С. [c.104] При газовой цементации в качестве карбюризатора применяют различные газы и газовые смеси (природный, светильный, генераторный газы и др.). В их состав кроме монооксида углерода входят углеводороды, из которых особое значение имеет метан СН4. Газовую цементацию выполняют в герметически закрытых безмуфельных или муфельных печах непрерывного действия при температуре 900-950 °С и непрерывном потоке цементирующего газа или в шахтных печах периодического действия. В шахтных печах для цементации используют жидкие углеводороды (керосин, синтин), которые каплями подаются в печь и, испаряясь, образуют газы-карбюризаторы. [c.104] Преимуществом газовой цементации перед цементацией твердым карбюризатором являются двух-трехкратное ускорение процесса, чистота рабочего места, возможность лучшего управления процессом. Газовая цементация применяется очень широко. [c.104] Цементированные заготовки подвергают однократной или двойной закалке и низкому отпуску. Однократную закалку с нагревом до 820-850 °С применяют в большинстве случаев, особенно для наследственно-мелкозернистых сталей, когда продолжительная выдержка в горячей печи при цементации не сопровождается большим ростом зерен аустенита. Такая закалка обеспечивает частичную перекристаллизацию и измельчение зерна сердцевины заготовки, а также измельчение зерна и полную закалку цементированного слоя. Закалка после газовой цементации часто производится из цементационной печи после подструживания заготовок до 840-860 °С. [c.104] Перед азотированием заготовки подвергают закалке и высокому отпуску. Азотирование производят в печах при температуре 500-600 °С. Активный азот, выделяющийся при диссоциации аммиака, диффундирует в поверхностный слой и вместе с перечисленными легирующими элементами и железом образует очень твердые химические соединения — нитриды (A1N, MoN, FegN и др.). [c.105] Азотирование на глубину 0,2-0,5 мм продолжается 25-60 ч и в этом его основной недостаток. Однако азотирование имеет ряд преимуществ перед цементацией температура нагрева сравнительно низкая, а твердость более высокая (1100-1200 по Виккерсу, вместо 800-900 после цементации и закалки) у азотированных изделий большие коррозионная стойкость, сопротивление усталости и меньшая хрупкость. Поэтому азотирование широко применяют для деталей из стали и чугуна (шестерен, коленчатых валов, цилиндров двигателей внутреннего сгорания и т. д.). [c.105] Азотирование приводит к некоторому увеличению размеров заготовок, поэтому после азотирования их подвергают шлифованию. [c.105] Цианирование. Цианирование — насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом оно бывает жидкостным и газовым. [c.105] Жидкостное цианирование производится в ваннах с расплавами цианистых солей [Na N, K N, a( N)2 и др]. при температуре, достаточной для разложения их с выделением активных атомов С и N. [c.105] После цианирования заготовки подвергают закалке и низкому отпуску. Цианирование, как и цементацию, применяют для различных изделий, при этом коробление заготовок значительно меньше, чем при цементации, а износо- и коррозионная стойкость более высокие. Недостатком жидкостного цианирования является ядовитость цианистых солей, а также их высокая стоимость. [c.106] Вернуться к основной статье