Цементация структура цементованного слоя

Сталь для цементации должна обладать минимальной склонностью к перенасыщению углеродом, сохранению остаточного аустенита, карбидообразованию, внутреннему окислению легирующих элементов и анормальности структуры цементованного слоя. Она должна быть мелкозернистой, обладать узкой полосой прокаливаемости, обеспечивающей стабильную деформацию при цементации и последующей термической обработке и хорошо обрабатываться резанием. [c.151]

Это обеспечивает измельчение зерна и полную закалку цементованного слоя и частичную перекристаллизацию и измельчение зерна сердцевины. После газовой цементации часто применяют закалку без повторного нагрева, а непосредственно из печи после подстуживания изделий до 840—860 °С для уменьшения коробления обрабатываемых изделий. Такая обработка не исправляет структуры цементованного слоя и сердцевины, поэтому непосредственную закалку применяют только в том случае, когда изделия изготовлены из наследственно мелкозернистой стали. Для уменьшения деформации пементованных изделий выполняют также ступенчатую закалку в горячем масле (160—180 °С). [c.237]

При газовой цементации часто применяют закалку без повторного нагрева, а непосредственно из цементационной печи после подстуживания изделий до 840—860 °С. Такая обработка не исправляет структуру цементованного слоя и сердцевины, поэтому ее применяют только для изделий, изго-тoвJilшшx из наследственно мелкозернистых сталей. [c.123]

Цементации подвергают углеродистые и низкоуглеродистые стали с низким содержанием углерода (0,1-0,2 %). В результате на поверхности концентрация углерода возрастает до 0,8-1,1 %. Толщина цементованного слоя составляет 1-2,5 мм. Концентрация углерода убывает по толщине слоя по мере удаления от поверхности. Поэтому в структуре цементованного слоя можно выделить три зоны заэвтектоидную, состоящую из перлита и расположенного по границам зерен вторичного цементита эвтек-тоидную зону состоящую из перлита доэвтектоидную, состоящую из перлита и феррита. При этом количество феррита по мере приближения к сердцевине возрастает. [c.144]

После цементации детали подвергают термической обработке для обеспечения высокой твердости поверхности, исправления структуры перегрева и устранения карбидной сетки в цементированном слое. Закалку производят при 780-850 С с последующим отпуском при 150-200 °С. При этом происходит измельчение зерна цементированного слоя и частично зерна сердцевины. После цементации в твердом карбюризаторе в целях получения мелкозернистой структуры поверхностного слоя и сердцевины выполняют двойную закалку (рис. 10.6). В процессе первой закалки деталь нагревают выше температуры точки на 30-50 °С, в результате чего измельчается структура сердцевины и устраняется цемен-титная сетка в поверхностном слое. При второй закалке деталь нагревают выше температуры точки на 30-50 °С, вследствие чего измельчается структура цементованного слоя, обеспечивается высокая твердость. Двойная закалка способствует повышению механических свойств деталей, но увеличивает их коробление, окисление и обезуглероживание. Окончательной операцией термической обработки является низкий отпуск при 150-200 °С, уменьшающий остаточные напряжения и не снижающий твердости стали. После [c.222]

Типичная структура цементованного слоя на поверхности низкоуглеродистой стали после медленного охлаждения от температуры цементации показана на рис. 7.3. Обычно ее сопоставляют со схемами, представленными на рис. 7.4. Наружная часть слоя, содержащая > 0,8% С, имеет структуру заэвтектоидных сталей — перлит и вторичный цементит, который при медленном охлаждении выделяется на границах аустенитных зерен в виде оболочек (на шлифе сетка). Средняя часть слоя, имеющая эв-тектоидную концентрацию, состоит из перлита. Далее по направлению к сердцевине концентрация углерода уменьшается, структура соответствует доэвтектоидной стали, причем количество перлита уменьшается при приближении к сердцевине. [c.200]

Однако чрезмерно высокое содержание легирующих элементов (в особенности дефицитных) в сталях для цементуемых изделий, например шестерен, не рекомендуется ибо при этом затрудняется применение наиболее экономически и технически выгодного метода непосредственной закалки их после цементации. Непосредственная закалка высоколегированных сталей неприемлема из-за опасности образования в структуре цементованного слоя чрезмерно большого количества остаточного аустенита, вследствие чего может значительно снизиться прочность изделия, например шестерен. [c.304]

При одинарной закалке высоколегированных сталей в структуре цементованного слоя сохраняется большое количество (до Ю—60% и более) остаточного аустенита, снижающего твердость. Для разложения остаточного аустенита после цементации чаще применяют высокий отпуск при температуре 600—640° С, затем закалку с пониженной температуры и низкий отпуск (см. табл. 170). Иногда стали, содержащие большое количество остаточного аустенита, после закалки обра батывают при температуре—70н —80° С это превращает большую часть [c.334]

При одинарной закалке высоколегированных сталей в структуре цементованного слоя сохраняется большое количество (до 50—60% и более) остаточного аустенита, снижающего твердость. Такие стали после закалки обрабатывают холодом это переводит большую часть остаточного аустенита в мартенсит в результате значительно повышается твердость. Например, твердость хромоникелевой стали после цементации и закалки составила HR 52, а после обработки холодом возросла до HR 59—60. [c.253]

В отдельных случаях более, целесообразно вместо охлаждения на воздухе после цементации производить первую закалку в масле и затем, для улучшения структуры цементованного слоя, вторую закалку при 820° С (схема IV). При этом в наружном слое снижается количество остаточного аустенита из-за понижения концентрации легирующих элементов и углерода в аустените в процессе повторного нагрева до более низкой температуры закалки. [c.633]

На фиг. 2 показана структура цементованного слоя стали Ст. 3, подвергавшейся цементации при температуре 950° С и выдержке в течение 4 час. при подаче масла 60 капель в минуту. Глубина слоя 0,8 мл1, структура перлит мелкого сложения. [c.16]

Цементация при указанных температурах является трудоемкой операцией, требующей большого расхода энергии для нагрева, длительной выдержки при этих температурах, боль-июй затраты рабочей силы при малоэффективном использовании оборудования. Между тем известно, что одним из основных факторов, определяющих скорость диффузии углерода и структуру цементованного слоя, является температура процесса. Повышение температуры процесса цементации увеличивает скорость диффузии углерода, позволяет значительно повысить производительность процесса и снизить себестоимость обработки. Однако до сих пор внедрение высокотемпературной газовой цементации в практику работы заводов тормозилось рядом причин [c.44]

Однако одно из основных возражений остается в силе — это ухудшение структуры и механических свойств цементованных сталей. Вопрос о получении доброкачественной структуры сердцевины изделий и цементованного слоя во многом зависит от режима цементации прп высоких температурах, состава карбюризатора, состава цементованных сталей и последующего режима термической обработки. От комплекса этих условий и будет, по нашему мнению, зависеть качество структуры цементованного слоя и сердцевины и механические свойства. сталей. [c.45]

Дефекты цементации. Основной дефект цементации — увеличение зерна стали вследствие высоких температур нагрева и длительных выдержек. При газовой цементации в случае неправильно выбранного соотношения скоростей абсорбции и диссоциации (когда абсорбция отстает от диссоциации) на поверхности изделий возможно появление плотной сажистой пленки, затрудняющей диффузию. Иногда вместо нормальной заэвтектоидной структуры цементованного слоя наблюдается выделение цементита в виде крупных включений, окруженных ферритом, что приводит к образованию в изделиях мягких пятен после закалки. Для устранения этого дефекта повышают температуру и производят резкое охлаждение при закалке. Большое значение имеет также прочная связь поверхностного слоя с сердцевиной изделий при резком изменении концентрации углерода по сечению возможно отслаивание или растрескивание цементированного слоя. [c.151]

Толщина цементованного слоя определяется размерами детали, условиями ее работы, содержанием углерода и легирующих элементов в стали. После цементации и последующей термической обработки требуемая структура цементованного слоя (на глубине 0,2 мм) — мелкоигольчатый мартенсит (углеродистая сталь) или мелкоигольчатый мартенсит с включениями дисперсных карбидов (легированная сталь) (рис. 98, а). Наличие в цементованном слое структурно свободных карбидов в виде сетки приводит при шлифовании к получению трещин (из-за хрупкости слоя). Кроме того, крупные включения карбидов, выходя на поверхность, могут выкрашиваться в процессе работы. Если детали работают при больших знакопеременных давлениях, в структуре цементованного слоя недопустимо наличие большого количества остаточного аустенита, который превращается в неотпущенный мартенсит, имеющий большую хрупкость. Присутствие больших количеств остаточного аустенита (более 10—15%) приводит к усталостному разрушению слоя. [c.127]

Следовательно, при ступенчатых режимах цементации даже при оптимальной концентрации углерода на поверхности происходит перераспределение легирующих элементов между фазами цементованного слоя. В результате при последующей закалке в масле в структуре цементованного слоя появляется трооститная сетка (в связи с понижением прокаливаемости), снижаются поверхностная твердость и долговечность деталей. Для предотвращения образования трооститной сетки в цементованном слое в связи с образованием карбидов не следует осуществлять ступенчатые режимы цементации для деталей из сталей, склонных к образованию стойких карбидов, или применять стали, менее склонные к образованию карбидной фазы при ступенчатой цементации (по экспериментальным данным это стали, содержащие не менее 0,5% Мо и не более 0,5% Сг). [c.131]

Зубчатые колеса из хромоникелевых сталей 12Х2Н4А, 20Х2Н4А и других непосредственной закалке не подвергают — получается большое количество остаточного аустенита, что снижает твердость поверхности зуба. Поэтому зубчатые колеса из этих сталей после цементации охлаждают на воздухе, подвергают высокому отпуску при 600—650° С (для подготовки структуры цементованного слоя под закалку во время отпуска происходит распад остаточного аустенита и мартенсита и выделяются карбиды), закаливают в масле от 800—820° С и подвергают низкому отпуску при 180—200° С. Для уменьшения деформации зубчатые колеса после высокого отпуска до закалки иногда подвергают шевингованию. [c.224]

Цементация производится. обычно твердым карбуризатором. Для улучшения структуры цементованного слоя и получения вязкой сердцевины сильно нагруженных пальцев иногда вводятся дополнительные операции в термообработку в зависимости от сорта стали (предварительная закалка из ящика, нормализация или отжиг после цементации, двойная закалка и т. д.). После термообработки твердость цементованного слоя ио [c.213]

Повышение концентрацин углерода выше этого предела снижает предел выносливости, предел прочности при износе (на 10—15%), при кручении (на 15—20%) и ударную вязкость 8]. Типичная структура цементованного слоя углеродистой стали после медленного охлаждения с температуры цементации приведена на фиг. 49. [c.79]

Марка стали Термическая обработка после цементации (основной вариант) Температура отпуска °С Структура цементованного слоя [c.379]

После газовой цементации используют закалку без повторного нагрева, а непосредственно из цементационной печи после подстуживания изделий до 840—860 °С. Такая обработка не исправляет структуры цементованного слоя и сердцевины и не приводит к измельче- [c.197]

Для разложения остаточного аустенита после цементации применяют высокий отпуск при 630—640 °С, после чего следует закалка с пониженной температуры и низкий отпуск. Такая обработка также обеспечивает высокую твердость цементованного слоя. Структура сердцевины должна состоять из низкоуглеродистого мартенсита или нижнего бейнита. Низкоуглеродистый мартенсит обеспечивает повышенную прочность и достаточную вязкость сердцевины. Сохранение обособленных участков или сетки феррита нежелательно, так как это сопровождается значительным снижением ирочности, пластичности и вязкости цементованных деталей Твердость сердцевины для различных сталей составляет HR 20—40, [c.238]

После цементации и закалки детали из легированной стали рекомендуется подвергать поверхностному наклепу, в результате поверхностного деформирования остаточный аустенит превращается в мартенсит. После термообработки цементованный слой имеет структуру игольчатого мартенсита с мелкими глобулями карбидов и неболь-П1ИМ количеством остаточного мартенсита. Эта структура отличается высокой износостойкостью. [c.238]

Анализ причин брака должен производиться по документам экспресс-лаборатории. Например, установлено, что структурный анализ цементованного слоя систематически отмечает наличие в структуре цементитной сетки при глубине слоя в пределах чертежных допусков. Для выяснения причины, вызывающей этот брак, необходимо изучить анализы газа, применяемого для цементации. Наличие в газе избытка предельных углеводородов и будет причиной такого брака. В случае же нормы по содержанию активной части газа карбюризатора причиной брака будет нарушение технологического процесса либо в отношении температуры, либо в отношении дозировки газа. [c.503]

Для цементации применяют низкоуглеродистую нелегированную и легированную сталь с содержанием углерода 0,08—0,30% (табл. 26). К цементуемой качественной стали предъявляются требования по чистоте металла, структуре, механическим свойствам, закаливаемости цементованного слоя, обрабатываемости резанием и др. [c.96]

Термическая обработка стали после цементации и свойства цементованных деталей. Окончательные свойства цементованных деталей достигаются в результате термической обработки, выполняемой после цементации. Этой обработкой можно исправить структуру и измельчить зерно сердцевины и цементованного слоя, неизбежно увеличивающееся во время длительной выдержки при высокой температуре цементации, получить высокую твердость в цементованном слое и хорошие механические свойства сердцевины устранить карбидную сетку в цементованном слое. [c.236]

После цементации термическая обработка иногда сострит из двойной закалки и отпуска. Первую закалку (или нормализацию) с нагревом до 880—900 °С (выше точки Ас сердцевины) назначают для исправления структуры сердцевины. Кроме того, при нагреве в поверхностном слое в аустените растворяется цемен-гитная сетка, которая уже вновь при быстром охлаждении не образуется. Вторую закалку проводят с нагревом до 760—780 °С для устранения перегрева цементованного слоя и придания ему высокой твердости. Недостаток такой термической обработки заключается в сложности технологического процесса, повышенном короблении, возникающем в изделиях сложной формы, и возможности окисления и обезуглероживания. [c.237]

Окончательные свойства цементованные изделия приобретают в результате термической обработки после цементации. Эта обработка необходима для того, чтобы исправить структуру и измельчить зерно сердцевины и цементованного слоя, неизбежно увеличивающееся во время длительной выдержки при высокой температуре цементации, получить высокую твердость в цементованном слое и хорошие механические свойства сердцевины. [c.123]

После цементации термическая обработка иногда состоит из двойной закалки и отпуска. Первую закалку (или нормализацию) с нагревом до 880— 900 °С (выше точки Асз сердцевины) назначают для исправления структуры сердцевины. Вторую закалку проводят с нагревом до 760—780 С для устранения перегрева цементованного слоя и придания ему высокой твердости. Недостаток такой термообработки — сложность технологического процесса, возможность окисления и обезуглероживания. [c.123]

После цементации для получения высокой твердости цементованного слоя проводят закалку. Температура закалки 780— 810° С. Такая температура является оптимальной для стали, содержащей 0,75—0,85% углерода (обычное содержание углерода в цементованном слое). Малоуглеродистая сердцевина не воспринимает закалку и она имеет структуру феррита с перлитом. Чтобы предотвратить скалывание цементованного закаленного слоя при больших контактных напряжениях и ударах, необходим низкий отпуск. [c.154]

Содержание углерода в поверхностном слое при данной температуре определяется пределом растворимости углерода в аустените (линия SE диаграммы Fe—F j ). Так как температура цементации выще температуры /4 j, углерод поглощается аустенитом (рис. 4.1, а). Предельное содержание углерода в аустените в непосредственной близости от поверхности обычно составляет 1,1... 1,2 % и быстро убывает по толщине детали. При охлаждении детали происходят фазовые 11ревращения в поверхностном слое, а поскольку цементованный слой имеет переменную концентрацию, то его структура различна по глубине. [c.70]

С с целью измельчения структуры сердцевины и устранения цементитной сейгки в поверхностном слое. Вторую закалку проводят с нагревом до 760...780 °С для устранения перегрева цементованного слоя и придания ему высокой твердости. Для наследственно мелкозернистых сталей применяют закалку с температур выще Асу После газовой цементации такие изделия часто закаливают без повторного нагрева, непосредственно из печи с температур 840...860 °С после подстуживания с целью уменьшения коробления обрабатываемых изделий. [c.70]

Под цементацией принято понимать процесс высокотемпературного насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Так как углерод в а-фазе практически нерастворим, то процесс цементации осуществляется в интервале температур 930-950 °С — т. е. выще а у-превращения. Структура поверхностного слоя цементованного изделия представляет собой структуру заэвтектоидной стали (перлит и цементит вторичный), поэтому для придания стали окончательных — эксплуатационных — свойств после процесса цементации необходимо выполнить режим термической обработки, состоящий в закалке и низком отпуске температурно-временные параметры режима термической обработки назначаются в зависимости от химического состава стали, ответственности, назначения и геометрических размеров цементованного изделия. Обычно применяется закалка с температуры цементации непосредственно после завершения процесса химико-термической обработки или после подстуживания до 800-850 °С и повторного нагрева выше точки Ас центральной (нецементованной) части изделия. После закалки следует отпуск при температурах 160-180 °С. [c.470]

Качество процесса цементации оценивается по эффективной толщине цементованного слоя, которая определяется по одному из двух показателей — твердости или структ>ре слоя. Структура поверхностного слоя цементованной стали состоит из нескольких зон поверхностной — заэвтектоидной (перлит + цементит), эвтектоидной — перлитной и доэвтектоидной — перлито-ферритной. Эффективную толщину цементованного слоя по структуре принято измерять на металлографических шлифах в отожженном состоянии при увеличениях от 100 до 500 раз. Границей цементованной зоны считается структура состоящая из 50 % перлита и 50 % феррита, что соответствует концентрации углерода равной 0,4 масс. %. [c.472]

Рис. 7.4. Участок диаграммы состояния Fe - ГезС, а также изменение содержания углерода и структуры по толщине цементованного слоя h (схема) ta - температура цементации U i Ui - температура нагрева при первой и второй закалке соответственно

Муфельные печи серии Ц обладают рядом конструктивных недостатков, главными из которых являются неравномерность температуры по высоте печи, повышенные теплопотери через крышку печи, слабая циркуляция атмосферы. Это затрудняет обеспечение стабильного качества цементованного слоя по его насыщению углеродом, структуре, толщине и равномерности. В связи с этим в некоторых случаях после цементации в печах серии Ц применяют дополнительные операции термической обработки, например нормализацию, а также меха.няче-скую обработку из-за повышенной деформации деталей, особенно длинномерных малой конструктивной жесткости. [c.510]

В соответствии с распределением углерода по глубине цементованного слоя изменяются микроструктура и твердость (рис. 2). После закалки с температуры цементации структура состоит из аустенита, мартенсита и избыточных карбидов (Fe, Сг)зС. Твердость на поверхности равна HR 20—30, далее твердость постепенно увеличивается с понижением содержания углерода. [c.600]

Окончательные свойства цементованные изделия приобретают в результате термической обработки, выполняемой после цементации (табл. 170). Эта обработка необходима для исправления структуры, а нередко и измельчения зерна сердцевины и цементованного слря получения высокой твердости цементованного слоя и хороших механических свойств сердцевины устранения карбидной сетки в цементованном слое, которая может возникнуть при пересыщении его углеродом. [c.334]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...