2. Общие закономерности, свойственные химико-термической обработке. Факторы, влияющие на глубину слоя.

Химико-термическая обработка (ХТО) – процесс изменения химического состава, микроструктуры и свойств поверхностного слоя детали.

В основе любой разновидности химико-термической обработки лежат процессы диссоциации, адсорбции, диффузии.

Диссоциация – получение насыщающего элемента в активированном атомарном состоянии в результате химических реакций, а также испарения.

Например,

Адсорбция – захват поверхностью детали атомов насыщающего элемента.

Адсорбция – всегда экзотермический процесс, приводящий к уменьшению свободной энергии.

Диффузия – перемещение адсорбированных атомов вглубь изделия.

Для осуществления процессов адсорбции и диффузии необходимо, чтобы насыщающий элемент взаимодействовал с основным металлом, образуя твердые растворы или химические соединения.

Химико-термическая обработка является основным способом поверхностного упрочнения деталей.

Основными разновидностями химико-термической обработки являются:

• цементация (насыщение поверхностного слоя углеродом);

• азотирование (насыщение поверхностного слоя азотом);

• нитроцементация или цианирование (насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом);

• диффузионная металлизация (насыщение поверхностного слоя различными металлами).

Цементация – химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя атомами углерода при нагреве до температуры 900…950 ^oС.

Цементации подвергают стали с низким содержанием углерода (до 0,25 %).

Глубина цементации (h) – расстояние от поверхности изделия до середины зоны, где в структуре имеются одинаковые объемы феррита и перлита ( h. = 1…2 мм).

Степень цементации – среднее содержание углерода в поверхностном слое (обычно, не более 1,2 %).

Более высокое содержание углерода приводит к образованию значительных количеств цементита вторичного, сообщающего слою повышенную хрупкость.

Азотирование – химико-термическая обработка, при которой поверхностные слои насыщаются азотом.

При азотировании увеличиваются не только твердость и износостойкость, но также повышается коррозионная стойкость.

3. Коррозионная стойкость. (*Хромистые и хромо-никелиевые нержавеющие стали).

Коррозия – самопроизвольное разрушение мателлич материалов вселдствие химического или электрического взаимодействия с окружающей средой. Коррозионно-стойкие материалы – металл и сплавы, в которых процесс коррозии развивается с малой скоростью.

Коррозионно-стойкие стали являются высоколегированными и содержат не менее 13% хрома, что обеспечивает на поверхности металла пассивирующей защитной пленки.

Аустенитные: 12Х18Н9

Аустенитно-ферритные: 078Х22Н6Т

Ферритные: 08Х13

Суммарное влияние феррито- и аустенитообразующих элементов характеризуют эквиваленты хрома и никеля

Cr_экв= Cr=2Si+1.5Mo+5V+5.5Al+1.75Nb+1.5Ti+0.75W

Ni_экв= Ni+0.5Mn+30C+30N+0.3Cu