14. Охарактеризувати сутність та призначення дифузійного насичення поверхні сталей металами (алюмінієм, хромом, цинком).

Дифузійною металізацією називають процес дифузійного насичення сталі різними металами: алюмінієм, хромом, цинком. Проводять цей процес для отримання високої окалиностійкості, жаростійкості, корозійної стійкості, твердості і стійкості до зношення.

Хромування – це процес насичення поверхневого шару стальних виробів хромом. Хромовані вироби мають високу окалиностійкість (до 800 0С), корозійну стійкість у прісній і морській воді та азотній кислоті, а сталі з вмістом понад 0,3...0,4 % С – високі твердість та стійкість до зношення. Дифузійний шар при хромуванні технічного заліза складається з твердого розчину хрому в α-залізі і має невисоку твердість (250...300 HV). Шар, отриманий при хромуванні сталі з вмістом понад 0,3 % C, складається з карбідів (Cr, Fe)7 C3 або (Cr, Fe)23 C6 і має високу твердість – 1200...1300 HV.Хромування проводять в температурному інтервалі 1000…1050 0С у порошкових сумішах, до складу яких входять ферохром (або хром), хлористий амоній та оксид алюмінію. Тривалість хромування при глибіні дифузійного шару 0,2…0,25 мм становить 6…12 год. Хромування застосовують для деталей паросилового обладнання, пароводяної арматури, клапанів, вентилів, патрубків, а також деталей, що працюють на зношення в агресивних середовищах.

Алітування – це процес насичення поверхні сталі алюмінієм. Його проводять для отримання високої окалиностійкості (до 850...900 0С), яка забезпечується утворенням на поверхні алітованих виробів щільної плівки оксиду Al2O3, котра запобігає окисленню металу. Алітований шар має також високу корозійну стійкість в атмосфері і морській воді.Структура алітованого шару складається з твердого розчину алюмінію в α-залізі. Концентрація алюмінію на поверхні деталі досягає до 30 %, а товщина шару становить 200...1000 мкм. Твердість алітованого шару досягає до 500 HV, але його стійкість до зношення низька. Алітування найчастіше проводять в порошковій суміші з фероалюмінію, хлористого амонію й оксиду алюмінію при температурі в межах 950…1150 0С протягом 3…12 год.

15. Описати сутність та призначення поверхневої пластичної деформації

16. Описати мету введення в сталі легувальних елементів (Mn, Si, Ni, Cr, W, V, Mo, Al) та їх вплив на властивості конструкційних сталей.

Для легування сталі застосовують наступні елементи, які позначають відповідними буквами: Х – хром, Н – нікель, Г – марганець, С – кремній, В – вольфрам, М – молібден, Ф – ванадій, К – кобальт, Т – титан, Ю – алюміній, Д – мідь, П – фосфор та ін. Якщо в сталь ввести один легуючий елемент, то сталь називають по цьому елементу, таку сталь називають потрійною, бо вона містить залізо, вуглець і легуючий елемент. Із потрійних сталей застосовують хромисту, марганцеву та кремнієву. При наявності в сталі двох і більше легуючих елементів утворюється складнолегована сталь (хромонікелева, хромокремнієстованадієва та ін.). Хром, кремній і марганець присутні у більшості легованих сталей. За сумарним масовим вмістом легуючих елементів можуть бути низьколеговані (до 2,5 %), середньолеговані (2,5...10 %) та високолеговані (більше 10 %) сталі.

До конструкційних легованих сталей належать сталі, які застосовуються для виготовлення цементуючих та покращених термообробкою деталей машин, пружин, шарикопідшипників, жароміцні, зносо- та корозійностійкі сталі. Ці сталі легуються різними елементами: Cr, Ni, Mn, Si, Mo, Ti, Al і ін.

17. Охарактеризувати арматурні сталі, автоматні сталі. Сталі,що піддають цементації, термополіпшення, азотуванню. Сталі для холодної штамповки.

18. Охарактеризувати ресоро пружинні сталі.

Ресо́рно-пружи́нна сталь— вид конструкційної сталі, що характеризується високим опором малим пластичним деформаціям (висока границя пружності), високою границею витривалості і підвищеною релаксаційною стійкістю із збереженням пружних властивостей протягом тривалого часу експлуатації.

Високі пружні властивості сталей досягаються при вмісті вуглецю 0,5…0,7% та отриманні трооститної структури шляхом гартування і середнього відпуску за температури 350…450 °C. Вуглецеві пружинні сталі після термічної обробки на троостит мають σ0,2 ≥ 800 МПа, леговані σ0,2 ≥ 1000 МПа.

Сталям, що використовуються для виготовлення пружин, необхідно забезпечити наскрізну прогартовуваність, щоб отримати структуру троститу по всьому перетину.

Сталі для пружин і ресор зазвичай легують кремнієм та марганцем, іноді у поєднання з іншими хімічними елементами. Уведення кремнію затримує розпад мартенситу при відпуску. Кремній і марганець зміцнюють ферит і збільшують прогартовуваність сталі.

Середні властивості вуглецевих ресорно-пружинних сталей після термооброблення:

• границя плинності σ0,2 = 800…1000 МПа,

• границя міцності σв = 1000…1200 МПа,

• відносне видовження δ = 5…8%,

• відносне звуження ψ = 25…30%,

• границя витривалості при згинальному навантаженні 500…650 МПа, при крученні 300 МПа.

Величина границі витривалості зменшується за наявності поверхневих дефектів і зневуглецьовування. Після дробоструминної обробки у поверхневих шарах утворюються залишкові стисканні напруження, що збільшує витривалість. Границя втоми в результаті поверхневого наклепу зростає у 1,5-2 рази.

При легуванні ресорно-пружинних сталей кремнієм та іншими елементами (ванадієм, вольфрамом, нікелем, бором) міцність зростає до σв = 1300…1800 МПа, σ0,2 = 1100…1600 МПа при δ = 5…8%, ψ = 20…35%.

Марки ресорно-пружинних сталей за ГОСТ 14959-79:

• Вуглецева: 65, 70, 75, 80, 85

• Легована: 60Г, 65Г, 70Г, 55С2, 55С2А, 60С2, 60С2А, 70С3А, 60С2Г, 50ХГ, 50ХГА, 55ХГР, 50ХФА, 51ХФА, 50ХГФА, 55С2ГФ, 60С2ХА, 60С2ХФА, 65С2ВА, 60С2Н2А, 70С2ХА.