ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ поверхностных слоев при химико-термической и других обработках стали из "Рентгеноструктурный контроль машиностроительных материалов Справочник " С помощью рентгеновского анализа изделий, подвергавшихся химико-термической обработке, обычно изучают фазовый состав и глубину слоя химико-термической обработки, распределение фаз и содержание элементов, которыми насыщалась поверхность, по глубине слоя. Определение фазового состава, как правило, сводится к съемке рентгенограмм, к их расчету и вычислению меж-плоскостных расстояний. Затем по соответствующим таблицам находят фазы, входящие в состав слоя. При определении фаз учитывают диаграммы состояния соответствующее системы (например, Fe—N, Fe— r) [2]. [c.28] При содержании в стали заметного количества третьего элемента, следует учитывать возможность появления дополнительной фазы. Например, при диффузионном насыщении поверхности высокоуглеродистой стали карбидообразующим элементом возможно образование соответствующих карбидов. Поэтому в подобном случае можно ожидать, что в поверхностном слое (после закалки) будут присутствовать мартенсит, аустенит и специальные карбиды. [c.28] Пользуясь. диаграммой состояния системы, можно предсказать фазовый состав поверхностного (упрочненного) слоя стали. Поэтому после съемки рентгенограммы с обработанной химико-термическим способом стали сначала проверяют наличие в поверхностном слое фаз, присутствие которых вероятно предположить. Обычно сравнением значений d/n, полученных при расчете рентгенограммы и приведенных в таблицах для предполагаемых фаз, удается полностью определить фазовый состав слоя. [c.28] Решение вопроса о присутствии той или иной фазы зависит от совпадения или несовпадения найденных значений din не менее, чем для трех (в крайнем случае для двух наиболее интенсивных) линий с табличными или теоретически рассчитанными значениями. [c.28] Рассмотрим некоторые примеры анализа химико-термической обработки стали. [c.28] Цементация. Исследовали сталь 20 после цементации при 925 °С в газовом карбюризаторе в течение 3 ч с последующей закалкой. [c.28] Результаты замера и расчета рентгенограммы приведены в табл. 7. Съемку производили на Ре-излучении. [c.28] НОМ слое Присутствуют мартенсит и аустенит. Следовательно, полученные значения djn (см. табл. 7) нужно в первую очередь сравнить с djn указанных фаз. Периоды решеток мартенсита и аустенита зависят от количества углерода, растворенного в них, поэтому сведения о djn в справочной литературе обычно не приводятся. Следует произвести теоретический расчет значений межплоскостиых расстояний для плоскостей указанных фаз. Расчет производят по методике, рассмотренной выше. В табл. 7 приведены чначения din для мартенсита и аустенита, вычисленные при содержании углерода 0,7 и , Ъ%. Из табл. 7 следует, что экспериментально полученные значения djn находятся между теоретическими значениями dfn для указанных содержаний углерода. [c.29] Следовательно, в мартенсите и аустените содержится углерода более 0,7%, но меньше 1,5%. Для определения количества углерода, растворенного в мартенсите и аустените,. можно применить прием, описанный ниже. [c.29] По значениям djn для последних двух-трех линий определяют периоды решеток мартенсита и аустенита, а затем находят количество аустенита, растворенного в них. Если индицирование рентгенограмм закаленной стали проводится часто, целесообразно рассчитать теоретические рентгенограммы для различных содержаний углерода и составить таРяицы зависимостей содержания углерода от djn. Это облегчит как индицирование, так и определение содержания углерода. Однако определение содержания углерода по этому методу можно применять лишь для углеродистых и низколегированных сталей, суммарное содержание легирующих элементов в которых невелико (не более 2—3%). При большем содержании легирующих элементов следует учитывать возможность изменения периодов решетки за счет перехода их в твердый раствор. Наиболее точные результаты в этих случаях могут быть получены при совместном применении рентгеновского и карбидного анализов. [c.29] Для определения количества углерода в мартенсите и аустените для закаленных и низкоотпущенных сталей можно применить также графические методы. Рассмотрим некоторые из них. [c.29] Ширина полос линий на рентгенограммах мартенсита увеличивается пропорционально содержанию углерода в а-растворе. Наиболее резко изменяется ширина полос [(002)—(020) (200)] и [(011)(101) — (011)]. [c.29] Для контроля цементации можно применить графики, приведенные на рис. 9 и 10. которые целесообразно построить для более высокого содержания углерода. Применение подобного графика ясно из принципа его построения. [c.29] На рис. 12 даны графики изменения djti мартенсита, аустенита и а-же-леза в зависимости от содержания в них углерода. Расчет произведен теоретически. [c.30] При использовании графика после замера рентгенограммы определяют djn для всех линий а-излучеиия. Пользуясь шкалой d (ось ординат), на полоску плотной бумаги наносят значения djn, полученные при расчете рентгенограммы. Затем, приложив полоску к оси ординат так, чтобы нулевая отметка совпала с отметкой 1,000, передвигают ее вдоль оси абсцисс до тех пор, пока все отметки не совместятся с линиями графика. При перемещении полоски бумаги необходимо следить за тем, чтобы нулевая отметка все время перембщалась вдоль оси абсцисс и сохранял ась параллельность осей ординат. При совмещении всех отметок с линиями диаграммы будут определены индексы линий рентгенограммы (которые читаются справа), а по оси абсцисс — содержание углерода. На графике, приведенном на рис. 12, показано положение, соответствующее данным в табл. 7. В соответствии с положением, показанным на графике, в мартенсите и аустените цементованного слоя для рассмотренного выше примера содержание углерода равно 1,1%. Такое же содержание углерода найдено расчетом. [c.30] На основании совпадения интенсивности линий (в таблице не приведены) и межплоскостных расстояний, полученных на рентгенограммах электролитически выделенных осадков, можно прийти к выводу о том, что, кроме аустенита в цементованном слое содержатся карбиды Fej , (Fe, Сг, У)2зСб. [c.31] Азотирование, как и цементация, нашло широкое применение для упрочнения поверхностных слоев изделий. Азотированию подвергаются, как правило, легированные стали. Это объясняется тем, что высокая твердость азотированного слоя получается лишь при азотировании таких сталей. [c.31] При азотировании высоколегированных специальных сталей и сплавов возможно образование нитридов не только железа, но и других элементов, входящих в состав сплава. Так, при азотировании жаростойкой аустенитной стали 45Х14Н14В2М (ЭИ-69) образуется слой, состоящий из нитридов железа Fe4N и нитридов хрома rN, внедренных в зерна твердого раствора азота в аустените. [c.32] Вернуться к основной статье