Химико-термическое упрочнение поверхности

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЕ УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ [c.381]

Состав нагревательной среды имеет исключительно важное значение для качества деталей, подвергаемых термической обработке. Прежде всего среда за исключением случаев, когда она подобрана специально для процесса химико-термического упрочнения, должна быть нейтральной или восстановительной для того, чтобы обезопасить детали от окисления с поверхности. [c.502]

Показано [40, 41, 44—46], что возможности химико-термического упрочнения гораздо шире. Предложенные условия химико-термической обработки позволяют перейти к большим сечениям и получить четырехкратное упрочнение материала, сохраняя достаточную пластичность. Повышение эффекта упрочнения наблюдается при выполнении ряда условий. Известно, что у дисперсной ячеистой структуры, которая формируется в процессе пластической деформации, растворимость элементов внедрения на несколько порядков превышает равновесное значение [47] за счет впитывания этих элементов границами ячеек. Известно также, что выделение избыточной фазы в процессе старения при низких и умеренных температурах затягивается на десятки часов. Оба эти фактора определяют то, что если химико-термическую обработку проводить на нагартованном материале при температуре ниже порога рекристаллизации, в частности при температуре полигонизации, удается получить гомогенизированный перенасыщенный элементом внедрения твердый раствор и предотвратить интенсивное образование второй фазы, а также связанное с этим оседание элементов [40] внедрения вблизи поверхности. После насыщения проводится отжиг при более высокой температуре, обеспечивающий выделение дисперсных упрочняющих частиц и одновременное выравнивание состава по сечению. [c.132]

В качестве термических методов используют поверхностную закалку с отпуском, обеспечивающим желаемое упрочнение. К этому методу относится также химико-термическая обработка поверхностей (цементация, азотирование, цианирование и др.). Эта обработка применяется [c.266]

Экономическая оптимальность технологических процессов достигается при применении типовой и групповой технологии, приемов и методов прогрессивной технологии (химико-термического упрочнения, легирования поверхностей, механического упрочнения, виброобкатывания и др.), покрытий поверхностей упрочняющими и предохраняющими материалами, защитных покрытий объективного контроля на всех стадиях изготовления деталей, стендовых и натурных испытаний двигателей при эксплуатационных режимах, а также при соблюдении рациональных режимов работы в процессе приработки, обкатки и эксплуатации. [c.279]

Эффективный способ повышения усталостной прочности прессовых соединений — это упрочнение контактных поверхностей химико-термической обработкой. [c.337]

Уменьшить влияние состояния поверхности на усталость можно соответствующими технологическими методами обработки, приводящими к Упрочнению поверхностных слоев. К числу таких методов относятся наклеп поверхностного слоя путем накатки роликом, обдувки дробью и т. п. химико-термические методы — азотирование, цементация, цианирование термические — поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем. Указанные методы обработки приводят к увеличению прочности поверхностного слоя и созданию в нем значительных сжимающих остаточных напряжений, затрудняющих образование усталостной трещины, а потому влияющих на повышение предела выносливости. [c.608]

Для повышения сопротивления усталости широко применяются различные способы упрочнения поверхностей деталей, например, поверхностная закалка, химико-термическая обработка, обкатка роликами, дробеструйная обработка и др. Отношение предела выносливости упрочненных образцов к пределу выносливости неупрочненных образцов называется коэффициентом влияния поверхностного упрочнения и обозначается К . Обычно = 1,1... 2,8. [c.283]

Напряжения первого рода возникают при механической, термической и химико-термической обработке, при прокатке и протяжке изделий, при нанесении электролитических покрытий, при механическом упрочнении поверхностей, сварке, холодной правке и других технологических процессах. [c.41]

Различные методы поверхностного упрочнения детали могут существенно повысить значение коэффициента качества поверхности. К числу таких методов, применяемых в различных сочетаниях, относятся химико-термические (азотирование, цементация), поверхностная закалка ТВЧ и наклеп поверхностного слоя обкаткой роликами или обдувом дробью. [c.186]

Начальные, исчезающие и остаточные напряжения обычно приводят к уменьшению прочности деталей. Однако умелое их использование, наоборот, дает возможность повысить прочность деталей следующими путями 1) предварительным напряжением в системе соединения тел (предварительно напряженный железобетон) 2) поверхностным наклепом (дробеструйной обработкой), при котором на поверхности детали создаются значительные напряжения сжатия, что приводит к повышению выносливости деталей 3) химико-термической обработкой (цементация, азотирование и др.), которая изменяет в верхних слоях поверхности химический состав и свойства материала 4) закалкой, при нагреве токами высокой частоты, с помощью которой в верхних слоях деталей создаются большие напряжения сжатия (для стали 700—900 Н/мм ). Все эти виды термического упрочнения дают возможность не только повысить усталостную прочность деталей, но и их износостойкость в два-три раза. [c.245]

В процессе эксплуатации у многих деталей изнашивается только тонкий слой, находящийся в зоне контакта при трении. В таких случаях для увеличения долговечности деталей выгодно упрочнение рабочих поверхностей методами химико-термической обработ- [c.35]

В последние годы при ХТО все чаш,е применяют различные способы местной защиты поверхностей, не подлежаш,их обработке. К новым процессам химико-термической обработки и его контроля можно отнести получение материалов с двумя различными покрытиями, насыщение с последующим механическим упрочнением, применение способов предупреждения деформации, дальнейшее совершенствование и использование методов контроля толщины и механических свойств покрытий. [c.37]

Наряду с влиянием металлов с различными исходными характеристиками на закономерности развития процессов схватывания первого и второго рода значительно влияют, как показали результаты лабораторных испытаний, методы обработки металлов (механическое упрочнение, закалка, химико-термическая обработка, электролитическое покрытие поверхностей трения металлами, диффузионное упрочнение поверхностных слоев металла различными элементами при совместном пластическом деформировании при трении, повышение теплоустойчивости металлов путем легирования редкими металлами и т. п.). [c.85]

Упрочнения поверхности и повышения износостойкости достигают применением химико-термической обработки, нанесением покрытий на рабочие поверхности деталей, наплавкой, а также пластическим деформированием (наклепом). [c.472]

Химико-термической обработкой сталей называется процесс насыщения поверхности стальных деталей углеродом, азотом, алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами в целях упрочнения поверхности детали, повышения твердости, износоустойчивости и сопротивляемости коррозии. [c.403]

Уменьшение износа достигается правильной конструкцией узлов трения (выбор вида трения в опорах, системы смазки, создание устройств для очистки воздуха и смазочного масла и др.), применением износостойких материалов, упрочнением поверхности закалкой, химико-термической обработкой, наплавкой износостойкими сплавами, нанесением на поверхность тонкого слоя нитридов или карбидов и др. [c.320]

Уменьшение или предотвращение фреттинг-коррозии достигается конструктивными или технологическими методами. Первое направление заключается в увеличении натяга в сопряжениях, использовании демпфирующих устройств, применении жидких и твердых смазочных материалов. Второе направление включает упрочнение поверхностей пластическим деформированием, термической, химико-термической обработкой, нанесение гальванических или полимерных покрытий. [c.25]

Способы упрочнения в зависимости от вида воздействия на поверхностный слой включают пластическое поверхностное деформирование, элементе- (химико-термические) и структурно-фазовые (физико-тер-мические) превращения, послойное осаждение материала и внедрение в поверхность твердого материала. [c.553]

Химико-термическая обработка получила достаточно широкое распространение для упрочнения неорганических стекол. Неорганические стекла при такой обработке подвергаются закалке в подогретых крем-нийорганических жидкостях, в результате чего на поверхности изделия образуются полимерные пленки этим создается дополнительное по сравнению с результатом обычной закалки упрочнение. [c.140]

Одним ИЗ наиболее распространенных и эффективных путей повышения ресурса конструкций, наряду с выполнением требований по качеству несущих поверхностей, является упрочнение поверхности. По способам воздействия на поверхность изделия и их комбинациям различают механические, термические, химико-термические методы упрочнения и покрытия. [c.329]

III. Технологические методы обработки трущихся деталей. Влияние точности размера, микрогеометрических отклонений и взаимного расположения деталей на износ термическая, химическая и химико-термическая обработка деталей гальванические покрытия поверхностей деталей наплавка поверхностей детален поверхностное пластическое деформирование и выглаживание поверхностей покрытия, нанесенные фрикционным методом и методом напыления упрочнение поверхностей лазерным лучом. [c.41]

Толщина диффузионного слоя, а следовательно и толщина упрочненного слоя поверхности изделия, является наиболее важной характеристикой химико-термической обработки. Толщина слоя определяется рядом таких факторов. [c.469]

Преимущество поверхностной закалки деталей, так же как и большинства способов упрочнения поверхности (химико-термическая обработка, поверхностный наклеп, обкатка), состоит в том, что в поверхностных слоях деталей возникают значительные сжимающие напряжения. [c.195]

Для повышения циклической прочности и износостойкости важно затруднить деформацию поверхности деталей. Это достигается технологическими методами поверхностного упрочнения поверхностной закалкой, химико-термической обработкой (азотированием, цементацией), поверхностным пластическим деформированием (обдувкой дробью, обкаткой роликами). [c.234]

Обладая высокой производительностью, метод поверхностной закалки в то же время мало эффективен для деталей сложной формы, для которых возможно только местное упрочнение. В местах обрыва закаленного слоя, не охватывающего галтели, выточки и другие концентраторы, возникают высокие остаточные напряжения растяжения, снижающие выносливость. Этого недостатка не наблюдается при химико-термической обработке, обеспечивающей равномерное упрочнение, более высокую выносливость и одновременно износостойкость поверхности. Поверхностные слои приобретают высокую твердость 700 - 900 HV (59 - 63 HR ) после цементации (нитроцементации) и 800 - 1000 HV после азотирования, а также высокие остаточные напряжения сжатия, смещающие очаг усталостного разрушения под поверхность. Предел выносливости гладких валов увеличивается в 1,1-2 раза, а при наличии концентраторов напряжений в 3 раза и более (см. табл. 9.11). [c.280]

Широкое применение получили способы упрочнения стекла, основанные на создании сжимающих напряжений в поверхностном слое кристаллизация поверхностного слоя, стравливание дефектного слоя на глубину до 500 мкм раствором плавиковой кислоты, нанесение на поверхность эмали, имеющей коэффициент теплового расширения меньший, чем у стекла, и др. Однако наибольшее применение имеют закалка и химико-термическая обработка. [c.321]

При циклическом нагружении разрушение начинается в местах концентрации напряжений (деформации), локализующихся на различного рода повреждениях поверхностного слоя. Поверхностное упрочнение (химико-термическая обработка, поверхностная закалка, пластическое деформирование) эффективно снижает роль концентраторов, затрудняя деформацию поверхности деталей. [c.53]

С целью формирования требуемых качеств поверхностного слоя деталей применяют следующие методы технологического воздействия в процессе их обработки термическую и химико-термическую обработку различные покрытия сохранение наследственных положительных качеств поверхности (наклеп, твердость и т. д.) соответствующим характером последующих операций механической обработки, применением мер, позволяющих избежать возникновения остаточных напряжений растяжения при шлифовании поверхностей (увеличение скорости детали, уменьшение глубины резания, применение мягких кругов, применение отжига и вибро-контактного полирования) упрочнение поверхностей деталей методами чистовой обработки без снятия стружки, в результате чего создается наклеп в поверхностном слое, повышается его твердость и возникают остаточные напряжения сжатия, уменьшается шероховатость обработанной поверхности. [c.122]

Химико-термическая обработка применяется для упрочнения стальных инструментов, предотвращения налипания стружки на поверхности инструментов, повышения его износостойкости. Один из самых распространенных методов химико-термической обработки — цианирование — процесс насыщения поверхностных слоев инструментов углеродом и азотом. Известно жидкостное, газовое и сухое (в твердых средах) цианирование. Обычно на специализированных инструментальных заводах применяется жидкостное низкотемпературное (при температуре ванн 550— 570 С) цианирование, при котором поверхность в основном азотируется и в меньшей степени науглероживается. Рекомендуются следующие смеси цианистых солей, применяемых для [c.368]

Для оценки прочности материалов используется целый комплекс механических характеристик. При выборе стали и других конструкционных материалов должны также учитываться их технологические свойства литейные качества, свариваемость, обрабатываемость резанием, возможность применения ковки и горячей штамповки, возможность применения термического и химико-термического упрочнения поверхности детали (закалки, цементацип, азотирования и пр.), притираемость. При оценке эксплуатационно-физических характеристик учитываются следующие свойства материалов коррозионная стойкость, износостойкость, кавитационно-эрозионная стойкость, отсутствие схватываемости (холодной сваркп) и задиров между сопрягаемыми поверхностями в рабочей среде, а в некоторых случаях учитывается присутствие (или отсутствие) легирующих элементов или компонентов сплава с интенсивной степенью радиоактивности и большим временем полураспада изотопов. [c.21]

Пластическое упрочнение механотермическая и химико-термическая обработки поверхности покрытия [c.338]

По сравнению с профилем типа II у зубчатых колес такой конфигурации снижается концентрация напряжений у основания и, хотя несколько возрастают номинальные напряжения, несущая способность по изгибу увеличивается. В первую очередь здесь обнаруживается положительный аффект при использовании химико-термически упрочненных зубчатых колес. Применение поднутренной конфигурации зубьев в этом случае позволяет шлифовать после термообработки только эвольвентный профиль и не шлифовать переходную поверхность зуба. [c.220]

Из большого числа вариантов термомеханической обработки наиболее перспективна высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) как по технологическим возмол<ностям, так и по влиянию на комплекс прочностных характеристик. Одиако использование тер-момеханическн упрочненного проката возможно в редких случаях, когда для изготовления деталей не требуется применения значительной обработки резанием. С другой стороны, ВТМО может быть использована для повышения эксплуатационной долговечности деталей в результате улучшения прочностных свойств конструкционных сталей с одновременным решением задачи формоизменения заготовок до нужных размеров. Возможность добиться таким образом снижения расхода металла, увеличения рабочих нагрузок в машинах, а кроме того, и упрочнения деталей с переменным по сечению химическим составом (например, с покрытиями или подвергнутых химико-термической обработке поверхности) делают актуальной задачу осуществления ВТМО на заготовках или деталях машин. Однако для использования упрочняющего эффекта ВТМО с целью повышения эксплуатационных характеристик деталей машин необходимо решить комплекс технологических задач, касающихся вопросов взаимосвязи ВТМО с технологией формообразования качественных, высоконадежных деталей. К числу таких задач относится разработка вопросов направленности упрочнения при ВТМО, являющихся составной частью обшей теории высокопрочного состояния сталей. Отсутствие теоретических предпосылок образования оптимальной анизотропии свойств деталей при ВТМО не позволяет прогнозировать и получать необходимый уровень прочности в зонах наибольшей нагруженности деталей, а также формулировать принципы проектирования технологического оборудования, обеспечивающего необходимые для термомеханического объемно-поверхностного упрочнения схемы деформации. [c.4]

Лазерная обработка успешно применяется для поверхностного упрочнения отливок из серого, ковкого и высокопрочного чугун()в. Благодаря оплавлению поверхности и образованию ледебуритной эвтектики (отбел чугуна) и мартенеhthoio подслоя твердость на поверхности достигает 7500—9000 МПа Частичное оплавление ухудшает чистоту поверхности. При отсутствии оплавления, твердость [юсле нагрева лазером повышается в результате закалки тонкого поверхностного слоя. Лазерная обработка повышает износостойкость чугунных деталей в 8—10 раз. Лазер может быть использован и для химико-термической обработки, В этом случае перед обработкой лучом лазера на поверхность наносят обмазки или порошки, содержащие насыщающие элементы (А), Сг, С, N, В и т. д.). [c.226]

Для достижений максимальной эффективности упрочнения деталей, работающих в условиях статических и динамических нагрузок, рекомендуется содержание углерода в цементованном слое поддерживать в пределах 0,80—1,05%. В случае применения сталей с 0,27—0,34% С глубину цементованного слоя следует назначать в пределах 0,5—0,7 мм. Для цементуемых сталей, содержащих 0,17—0,24% С, глубину цементованного слоя принимают от 1,0 до 1,25 мм. При этом следует иметь в виду, что сопротивление усталости деталей машин без концентраторов напряжений при малых глубинах слоя зависит от прочности сердцевины, при больших — от прочности поверхностного слоя. В этом случае повышение глубины упрочненного слоя оказывается полезным только до 10—20%) радиуса детали. При глубине слоя меньше этих значений сопротивление усталости повышается с увеличением прочности сердцевины. При наличии на поверхности деталей концентраторов напряжений сопротивление усталости повышается с увеличением остаточных напряжений сжатия, а глубина слоя должна быть очень малой (1—2% радиуса детали). Главным фактором, вызывающим увеличение предела выносливости при химико-термических методах обработки деталей, являются остаточные напряжения, возникающие в материале детали в процессе упрочнения. При поверхностной закалке т. в. ч. главное влияние на повышение предела выносливости и долговечности оказывает изменение механических характеристик материала поверхностного слоя. В еще большей степени это относится к упрочнению наклепом. [c.302]

Применение легированных сталей не исключает значительного износа зубьев зубчатых колес, особенно в случае попадания в зацепление окалины, пыли или грязи. Химико-термическое поверхностное упрочнение деталей, имеющих значительные габариты,, невозможно. Однако применение закалки т. в. ч. позволило в некоторых случаях заменить легированные стали на углеродистые-и при этом увеличить срок эксплуатации деталей в несколько раз. Например, перевод конической шестерни (модуль 20 мм) на высокочастотную закалку дал возможность заменить сталь 35ХНМ углеродистой сталью 50 повысить твердость рабочих поверхностей зуба шестерни с R =26 29 до / С=48 52, что привело к увеличению срока эксплуатации шестерен более чем в 2 раза получить перед закалкой для стали 50 более низкую твердость Я = 170 229 вместо //В=265Н-286 для стали 35ХНМ. Вследствие этого затраты труда и расход инструмента при механической обработке были значительно снижены. [c.185]

Химико-термические методы упрочнения поверхности для повышения износостойкости за счет увеличения поверхностной твердости (цементация, азотирование, цианирование, борирование и др. процессы) весьма эффективны для повышения сопротивления абразивному изнашиванию. Для улучшения противозадирных свойств создаются (посредством сульфиди-рования, сульфо-цианирования, селенирования, азотирования) тонкие поверхностные слои, обогащенные химическими соединениями, предотвращающими схватывание и задир при трении.. Большой эффект получается при использовании метода карбонитрации. Широко применяются электрохимические методы нанесения покрытий А1, РЬ, Sn, Ag, Au и др. При восстановлении деталей (в ремонте) используется электролитическое хромирование, никелирование, железнение и др. Значительная часть технологических задач, связанных с необходимостью повышения износостойкости, коррозионной стойкости, жаропрочности, восстановительного ремонта и др. решается при использовании методов металлизации напылением, включающих газоплазменную металлизацию, электродуговую, плазменную, высокочастотную индукционную металлизацию и детонационное напыление покрытий - наносятся металлы и сплавы, оксиды, карбиды, бориды, стекло, фосфор, органические материалы. Плазменное напыление используют для нанесения тугоплавких покрытий окиси алюминия, вольфрама, молибдена, ниобия, интерметаллидов, силицидов, карбидов, боридов и др. Детонационное напыление имеет преимущество в связи с незначительным нагревом покрываемой детали и распыляемых частиц. В последнее время активно развиваются методы нанесения износостойких покрытий в вакууме катодное распыление, термическое напыление, ионное осаждение. В зависимости от реакционной способности газовой среды методы напыления [c.199]

К числу наиболее важных конструктивно-технологических мероприятий, повышающих эксплуатационные свойства мащин, можно отнести улучшение формы деталей с целью снижения напряжений в опасном сечении применение технологических способов, обеспечивающих наи-лучщую текстуру материала детали (штампованные заготовки, формообразование, например зубьев, зубчатых колес накатыванием) уменьшение количества операций и правильное их чередование снижение уровня динамических нагрузок повышением точности изготовления и сборки, а также применением оптимальных зазоров и др. снижение концентрации нагрузки вследствие повышения точности изготовления и сборки, увеличения жесткости узла, оптимального взаимного расположения деталей, узлов и др. повышение чистоты впадин у зубчатых колес обеспечение рациональной ориентации обработанных рисок и оптимальной шероховатости рабочих поверхностей деталей обеспечение стабильности физико-механических свойств поверхностного слоя, особенно вблизи опасного сечения, для чего основание впадин торцов зубчатых колес следует шлифовать до химико-термической обработки обеспечение стабильности физико-механических, химических и геометрических свойств материала деталей обеспечение наиболее благоприятной эпюры остаточных напряжений при отсутствии локальных растягивающих напряжений в упрочненном слое применением упрочняющей обработки обеспечение контроля изделий в процессе проектирования и производстве на соответствие их основных эксплуатационных свойств техническим условиям на изготовление и приемку. [c.413]

Одним из простейших и эффективных мероприятий по повышению надежности является уменьшение напряженности деталей (повышение запасов прочности). Однако это требование надежности вступает в противоречие с требованиями уменьшения габаритов, массы и стоимости изделий. Для примирения этих противоречивых требований рационально использовать высокопрочные материалы и упрочняющую технологию легированные стали, термическую и химико-термическую обработку, наплавку твердых и антифрикционных сплавов на поверхность деталей, поверхностное упрочнение путем дробеструйной обработки или обработки роликами и т. п. Так, например, путем термической обработки можно увеличить нагрузочную способность зубчатых передач в 2...4 раза. Хромирование шеек коленчатого вала автомобильных двигателей увеличивает срок службы по износу в 3...5 раз и более. Дробеструйный наклеп зубчатых колес, рессор, пружин и т. д. повышает срюк службы по усталости материала в 2...3 раза. [c.16]

Сулъфоцианирование — один из видов химико-термической обработки, при которой поверхность стальных деталей насыщается одновременно серой, углеродом и азотом. Процесс проводят при 580-590 °С в течение 3 ч в ваннах с расплавленными карбидами, поташом, желтой кровяной солью и гипосульфитом натрия. При разложении этих солей образуются атомарные углерод, азот и сера, которые адсорбируются на поверхности детали и диффундируют в глубь металла. При этом создается наружный слой из сульфидов железа с нитридными включениями и графитом с малой твердостью. Далее располагается слой из карбонитридов. Внутренний слой представляет собой азотистый аустенит. Суль-фоцианированные детали имеют высокий коэффициент трения и очень хорошую износостойкость. Сульфоцианирование применяют для упрочнения металлических фрикционных деталей. [c.228]

Если в поверхностном слое детали имеется остаточное напряжение аост и возникает рабочее напряжение от внешних нагрузок, изменяющееся по симметричному циклу с амплитудой Оа, то результирующее напряжение будет изменяться по асимметричному циклу со средним напряжением и амплитудой Оа. Если напряжение аост сжимающее, то, как следует из рис. 2.7— 2.10, предельная амплитуда существенно возрастает, что и является одной из причин повышения предела выносливости детали вследствие упрочнения. Однако при наличии остаточных растягивающих напряжений в поверхностном слое (это возможно при неправильной технологии упрочнения) предельная амплитуда падает (см. рис. 2.7—2.10), так как рабочая точка на диаграмме предельных амплитуд сдвигается вправо от точки, соответствующей симметричному циклу (а = 0). Возникновение остаточных растягивающих напряжений в поверхностном слое, снижающее предел выносливости детали, получается при обрыве поверхностного закаленного слоя, при обезуглероживании поверхности при химико-термической обработке, при наличии в слое остаточного аустенита, при наличии шлифовочных прижогов и в некоторых других случа5йГ. Дробеструйная обработка, проведенная после химико-термической обработки, увеличивает сжимающие остаточные напряжения в поверхностном слое до 70—150 кгс/мм 135]. В этом состоит большое преимущество использования комбинированных методов упрочнения. [c.127]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...