Напряжения при азотировании

При изготовлении колес высокой точности, особенно закаливаемых без последующего шлифования зубьев, иногда после черновых операций с большим съемом металла производится промежуточная термообработка для снятия внутренних напряжений при азотировании поверхности зубьев после чернового нарезания осуществляется термическая стабилизация заготовки. [c.85]

Поверхностное пластическое деформирование (обкатку роликом, наклеп дробью) можно применять для повышения усталостной прочности деталей из ковкого и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Серые чугуны не восприимчивы к такому упрочнению из-за почти полного отсутствия пластических свойств. Обкатка роликом при нагрузке 100—120 кгс, числе оборотов 600 в минуту и подаче 0,2 мм/об с последующим нанесением надреза повысила выносливость на 43% ферритного и на 50—60% ферритно-перлитного чугунов. На основе этих данных отливки из ферритно-перлитного чугуна можно рекомендовать подвергать дробеструйной обработке с целью очистки и упрочнения, а отверстия под подшипники в отливках обкатывать роликами [119]. Высокой эффективностью характеризуется накатка галтелей коленчатых валов дизелей, изготовляемых из высокопрочного чугуна и проходящих азотирование в газовой среде при температуре 560—580° С в течение 96 ч. Глубина азотированного слоя при этом составляет 0,7—0,9 мм. Само азотирование повышает усталостную прочность на 25—30%. Двойная накатка (до и после азотирования) позволяет увеличить усталостную прочность на 60— 70%. Остаточные напряжения, полученные при первой накатке, снимаются нагревом при азотировании накатка обеспечивает получение более правильной формы галтели, заглаживает неровности и риски после механической обработки и повышает эффективность последующего азотирования и повторной накатки [120]. [c.100]

Советские ученые разработали теорию металлургических процессов, вопросы термических воздействий и напряжений при сварке, а также теоретические основы сварочного металловедения и создали теорию сварочных процессов. Эта теория позволила глубоко проанализировать существо вопросов окисления и азотирования в процессе сварки, раскисления наплавленного металла, действия защитных газов, флюсов, сварочных шлаков. Она же определила обоснованный подход к вопросам разработки электродов и их покрытий и обусловила возможность управления этими процессами и регулирования их в нужном направлении в зависимости от конкретных потребностей производственной практики [79]. [c.140]

Толщина слоя при азотировании принимается от 0,1 до 0,6 мм в зависимости от величины возникающих в работе передачи наибольших контактных напряжений. [c.409]

При азотировании происходит измельчение блоков матрицы, возникновение упругих напряжений и искажение решетки а-фазы. Можно предположить, что благодаря развитию полигонизованной структуры, появляется большое количество дополнительных каналов диффузии, что дает возможность атомам азота Б процессе насыщения единым фронтом перемещаться в глубь а-фазы. [c.326]

Предварительную термическую обработку — закалку и высокий отпуск — проводят в заготовках. Температура отпуска после закалки должна превышать температуру азотирования. Для ответственных изделий со сложной конфигурацией перед шлифованием рекомендуется стабилизирующий отпуск при 550— 600° С в течение 3—10 ч для снятия внутренних напряжений, которые возникают в изделии при резании и могут быть источником повышенных деформаций при азотирований. [c.328]

Контактная усталостная- прочность у азотированных конструкционных сталей ниже, чем у цементованных, но выше, ч м у стали, прошедшей поверхностную закалку при индукционном нагреве (рис. 57). При повышенных контактных напряжениях толщина азотированного слоя должна быть не менее 0,45—0,5 мм. Кратковременное газовое азотирование и жидкое азотирование по контактной прочности значительно уступает цементации. Азотирование следует использовать для изделий, испытывающих высокие циклические нагрузки при умеренных контактных напряжениях и работающих в условиях трения скольжения (или абразивного износа). Азотирование повышает сопротивление стали кавитационной эрозии [32]. [c.343]

По сопротивляемости контактным напряжениям при постоянной нагрузке азотированные зубчатые колеса не уступают цементованным, но не выдерживают значительных перегрузок вследствие малой толщины твердого поверхностного слоя. [c.502]

При азотировании поверхностей коленчатых валов, изготовленных из легированных сталей, пределы выносливости их также повышаются при изгибе на 30—60% и при кручении на 30—40%. Влияние концентрации напряжений и качества обработки поверхностей на прочность при этом снижается. Однако при недостаточно качественной механической обработке после азотирования элементов коленчатого вала усталостная прочность вала вследствие образования микроскопических трещин и местных ожогов может снизиться на 20—30%. Сверление масляных отверстий после азотирования может также значительно понизить предел выносливости при кручении. [c.228]

Стали для зубчатых колёс, подвергающихся термообработке после нарезания зубьев. Сплошная закалка с низким отпуском является самым дешёвым видом термообработки, но не обеспечивает сочетания высокой твёрдости рабочих поверхностей зубьев и высокой вязкости их сердцевины. При поверхностной закалке токами высокой частоты могут возникать значительные остаточные напряжения, и необходима тщательная экспериментальная отработка режима закалки для каждого частного случая. Цианированные и азотированные стали не уступают цементированным в сопротивляемости контактным напряжениям при постоянной нагрузке, но не выдерживают значительных перегрузок вследствие малой толщины твёрдого поверхностного слоя. Азотирование зубчатых колёс применяется в случаях, когда неосуществимо шлифование зубьев (например, внутренних), и поэтому необходимо уменьшать до минимума коробление зубчатых колёс. [c.669]

Изделия сложной конфигурации для устранения внутренних напряжений перед шлифованием подвергают стабилизирующему отпуску при 600—650° в течение 3—10 час. Такая обработка предохраняет изделие от деформации при азотировании. [c.194]

Показано [4], что с ростом неравномерности распределения напряжений, например при нанесении надрезов, растет выгодность применения неравномерных полей сопротивлений, получаемых, например, при азотировании. [c.347]

Рис. 41. Зависимость средней энергии ионов, бомбардирующих катод при азотировании в тлеющем разряде чистого азота, от давления /) и напряжения (2) в разряде

В работе [14, с. 225] было показано, что сама по себе ионизация газа в реакционном пространстве не ускоряет диффузии азота в металл. Основное влияние оказывает напряжение электростатического поля тлеющего разряда, которое дает возможность разогнать ионы азота до скорости, позволяющей им проходить несколько атомных слоев кристаллической решетки, не задерживаясь из-за соударений с ее ионами. Следовательно, при азотировании в тлеющем разряде одновременно происходят процессы образования зоны твердого раствора (за счет ионов высокой энергии) и процесс адсорбции с последующей диффузией (за счет ионов меньшей энергии). При обычном азотировании оба процесса адсорбции и диффузии протекают дифференцированно во времени, причем глубокое (на несколько атомных слоев) проникновение атомов и ионов азота практически исключено. Необходимо также отметить, что при насыщении в тлеющем разряде часть ионов диффундирующего элемента испытывает упругое соударение с атомами кристаллической решетки насыщаемого металла. Возникающий ири этом локальный перегрев до температур порядка нескольких десятков тысяч градусов способствует ускорению миграции ионов диффундирующего элемента в глубь металла. Определенную роль играет и очистка поверхности металла в результате катодного распыления. [c.108]

Растрескивание азотированного слоя может происходить при применении крупнозернистой стали,, в которой нитриды располагаются более крупными выделениями. Выкрашивание в этом случае иногда происходит по границам зёрен. Причиной выкрашивания могут также быть внутренние напряжения в азотированном слое, превосходящие прочность связи между зёрнами. [c.80]

Таким образом, любой фактор, затрудняющий сдвигообразование в поверхностных зернах металла при данном внешнем напряжении, будет вместе с тем препятствовать развитию, адсорбционных и коррозионных эффектов снижения усталостной прочности. К такого рода факторам прежде всего следует отнести остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое металла, созданные либо механической обработкой поверхности, либо иным путем (термическая обработка, азотирование ц т. д.). Эти напряжения, слагаясь с действующими внешними напряжениями, могут преобразовать симметричный цикл в асимметричный со средним напряжением сжатия. Циклические растягивающие напряжения при этом уменьшатся или вовсе исчезнут, что затруднит сдвигообразование в зернах и уменьшит вероятность образования микротрещин, в которых развиваются адсорбционно- и коррозионно-усталостные процессы. [c.128]

При азотировании в тлеющем разряде детали помещают в герметическую камеру и подключают в качестве катода к электрической сети постоянного тока с напряжением 500—1500 В. Анод располагают над деталями или вокруг них. В камеру после удаления из нее воздуха вводят аммиак или смесь азота и водорода. После включения постоянного тока между деталями (катодом) и анодом возбуждается тлеющий разряд, ионизирующий атомы азота, которые, бомбардируя поверхность деталей, быстро нагревают ее до температуры азотирования (500—550° С). При азотировании в камере поддерживается низкое давление (2—8 мм рт. ст.). [c.143]

При азотировании могут появиться следующие дефекты I) коробление деталей вследствие возникающих больших напряжений 2) хрупкость и шелушение азотированного слоя при наличии нитридов, выделившихся по границам зерен в виде сетки [c.145]

При.мер. Определить допускаемое напряжение для азотированной пары, работающей с реверсом нагрузки. Так как твердости пары равны, то расчет [c.91]

Имеются указания на исключительную стойкость азотированной стали против коррозионной усталости в струе пара. Предел коррозионной выносливости в струе пара для азотированной стали составляет 68 /о от предела выносливости, полученного при испытаниях в речной воде на базе 17-10 циклов [30]. Кроме того, азотированная сталь малочувствительна к надрезу вследствие высоких сжимающих напряжений в азотированном слое. Этим можно объяснить, частично, почему некоторые стали лучше сопротивляются коррозионной усталости после обкатки роликами [31]. [c.618]

Цианированные и азотированные зубчатые колеса не уступают цементированным в сопротивляемости контактным напряжениям при постоянной нагрузке, но не выдерживают значительных перегрузок вследствие малой толщины поверхностного слоя, который может быть получен в пределах 0,1 0,3 мм. [c.99]

Из перечисленных выше способов наиболее эффективно азотирование, которое практически полностью устраняет влияние концентраторов напряжений. Для азотированных деталей коэффициент д чувствительности к концентрации напряжений близок к нулю (т. е. эффективный коэффициент концентрации напряжений к йй 1). Азотирование почти не вызывает изменения формы и размеров деталей. Это позволяет во многих случаях устранить заключительное шлифование и бв,кгс1ммг сопутствующие ему дефекты, снижающие прочность. Кроме того, азотированный слой обладает повышенной коррозие- и термостойкостью. Твердость и упрочняющий эффект в противоположность обычной термообработке сохраняются до высоких температур (500—60б°С). Сочетание этих качеств делает азотирование ценным способом обработки деталей, работающих при повышенных температурах и подвергающихся высоким циклическим нагрузкам и [c.317]

Цементация поверхности, повышающая прочность и твердость поверхностного слоя и создающая там сжимающие внутренние напряжения 1-го рода, увеличивает сопротивление усталости. Сочетание цементащ1и понерхности с последующей термообработкой (высокий отпуск) существенно повышает предел усталости углеродистых и легированных сталей в атмосфере и слабо агрессивных средах. Анапогичный эффект получается и при азотировании поверхности углеродистых сталей. Установлено, что сульфидирование и сульфоцианирование деталей также зна чительно повышает их коррозионно-механическую стойкость В некоторых случаях коррозионно-механическая стойкость ста лей повышается борированием их поверхности. Коррозионно-ус талостная прочность стали возрастает й после силицирования 71] [c.122]

Азотирование благоприятно влияет на изменение коррозионной выносливости стальнь1Х изделий, если толщина диффузионного слоя по отношению к сечению образцов сравнительно невелика. В случае соизмеримости с сечением образца, например при испытании проволочных образцов диаметром 1 мм из стали СтЗ в 3 %-ном растворе Na I Н.Д.Томашовым и др. было установлено снижение выносливости, что, по-видимому, можно объяснить повышенной хрупкостью диффузионного слон и низкой его прочностью при изгибе. При соизмеримости толщин диффузионного слоя и сердцевины следует ожидать неблагоприятного распределения остаточных напряжений. При наличии на поверхности большого количества е -фазы в азотированном слое могут возникнуть даже растягивающие напряжения, что приводит к снижению сопротивления усталости стали. [c.173]

При поверхностной закалке токами высокой частоты возникают значительные остаточные напряжения под твёрдым слоем, поэтому она не нашла пока широкого применения. Цианированные и азотированные стали не уступают цементованным в свпротивляемости контактным напряжениям при постоянной нагрузке, но не выдерживают значительных перегрузок вследствие малой толщины поверхностного слоя. Азотированные зубчатые колёса часто применяются в тех случаях, когда неосуществимо шлифование зубьев (например, внутренних) и поэтому необходимо уменьшать до минимума коробление зубчатых колёс.- Наибольшей сопротивляемостью контактным напряжениям отличаются цементованные зубчатые колёса из легированных сталей. [c.317]

Обкатка роликами существенно уменьшает неблагоприятное влияние шлифования и улучшает чистоту поверхности. Правка азотированных деталей снижает предел выносливости. Стойкость против образования питингов у азотированных конструкционных сталей невелика. При повышенных контактных напряжениях глубина азотированного слоя должна быть не менее 0,4—0,5 мм. Азотирование следует использовать в тех случаях, когда контактные напряжения не слишком велики и деталь работает в условиях трения скольжения (или абразивного износа). Азотирование повышает сопротивление стали кавитационной эрозии. Азотирование режущего и накатного инструмента (сверл, метчиков, накатников и т. д.) из быстрорежущей стали повышает [c.351]

На рис. 7.8 приведена диаграмма механического состояния азотированного слоя хромоникельмолибденовой стали (ЭИ355). При растяжении и кручении образцы совершенно хрупко разрушаются путем отрыва. При сжатии и других более мягких напряженных состояниях азотированный слой разрушается путем среза, при очень высоком сопротивлении срезу. [c.266]

Причины повышения усталостной прочности при азотировании и цементации заключаются как в создании в этих слоях в обоих случаях значительных остаточных сл<имающих напряжений, так и в существенном повышении касательной прочности (предела текучести и сопротивления срезу) в результате химико-термической обработки [15, 18]. Поверхностная электрозакалка т, в. ч. при определенных условиях может значительно (для стали 40Х в 2 раза) повысить усталостную прочность гладких образцов, а при наличии надрезов или туго посаженной втулки даже в 4 раза и более. [c.270]

Прп поверхностной закалке т. в. ч. могут возникать значительные остаточные напряжения растяжения в поверхностном слое во избежание этого необходима тщательная экспериментальная отработка режима закалки для каждого частного случая. Цианированные и азотированные стали не уступают цементованным в от-ношенитг сопротивляемости контактным напряжениям при постоянной нагрузке, но ие выдерживают значительных перегрузок вследствие малой толщины поверхностного слоя. [c.150]

Коробление. По температурному режиму азотирование подобно очень длительному высокому отпуску. Если предварительная термическая обработка проведена недостаточно тщательно, а именно, вследствие малой выдержки при отпуске не былн сняты внутренние напряжения, то при азотировании происходит доотпуск . Внутренние напряжения снимаются, и деталь коробится. Даже если предварительный отпуск сделан хорошо, нО после отпуска допущено быстрое охлаждение, то это также приводит к напряжениям, которые затем при азотировании снимаются, а в результате опять-таки возникает коробление. [c.108]

Объемные изменения при азотировании могут привести также и к искажению формы детали. Например, если защитное по-г рытие наружной поверхности гильзы сделано некачественно, происходит ее подазотация . Это бывает в тех случаях, когда в процессе гальванического лужения детали не поворачивают в ванне. В результате с двух противоположных сторон слой олова получается недостаточным, и через него проходит азот. Азотирование этих мест на наружной поверхности гильзы и приводит к возникновению дополни-тельных напряжений и дефо >- мации гильзы (фиг. 52,а). [c.109]

Так, например, на рис. 192 показана зависимость предельного напряжения и предельной пластической деформации от теоретического коэффициента концентрации напряжения при постоянной температуре материала и прочих равных условиях испытания образцов. По достижении определенного значения сс р характер трещины и ее развития до разрушения образца при номинальном напряжении ниже предела текучести материала изменяется. Аналогичная зависимость наблюдается в случае изменения температуры материала при а = onst (рис. 193). Может иметь место сходная зависимость предельного напряжения от местной твердости материала, измененной в результате местного деформационного упрочнения, старения или азотирования. В данном случае необходимо учитывать возможность повышения остаточных напряже-278 [c.278]

Кроме термообработки, стальные детали могут подвергаться химико-термической обработке, т. е. процессам, протекающим с диффузионным насыщением поверхностных слоев деталей различными элементами при этом изменяется химический состав поверхностного слоя (цементация, цианирование, алитирование, хромирование, силициро-вание). Цементация применяется для упрочнения зубчатых колес, кулачковых шайб, распределительных и других валов, пальцев поршней, тарелок клапанов и других деталей. При азотировании (насыщении поверхности детали азотом) резко повышается коррозионная стойкость, износостойкость и усталостная прочность стальных деталей. Твердое азотирование (для сталей, содержащих алюминий, типа 38ХМЮА) повышает износостойкость и усталостную прочность и применяется в производстве дизельной аппаратуры, измерительного инструмента, гильз цилиндров, зубчатых колес, коленчатых валов, шпинделей токарных станков. Антикоррозионное азотирование применяется для деталей, подвергающихся коррозии и воздействию переменных напряжений (например, пружины, насосные штанги и др.). [c.33]

Для тяжелонагруженных гибких колес (при малых и) применяют стали повышенной вязкости марок ЗНХ2МЮА (т. о.— улучшение и азотирование, твердость сердцевины 32.,.37 НКС , а. = 480...550 МПа) 40ХН2МА (улучшение, 32...39 НКСэ, а 1 = 480...550 МПа), которые менее чувствительны к концентрации напряжений. Средне- и легконагруженные гибкие колеса чаще всего изготовляют из стали марки ЗОХГСА (улучшение, 32...37 НЯС , а. = 420...450 МПа при последующем дробеструйном наклепе или азотировании а 1 = 480...500 МПа). [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...