27.Химико-термическая обработка. Общие закономерности.

ХТО – нагрев детали до заданной Т в хим. активной среде. Во время выдержки поверхность насыщается каким-либо элементом из внешней среды. В результате изменяется хим состав и свойства поверхностного слоя. Условия осущ ХТО

-Наличие во внешней среде насыщающего элемента в активном атомарном состоянии.

-Растворимость насыщенного элемента в основном металле

-Достаточно высокая Т процесса

Стадии ХТО

-Диссоциация

-Адсорбция

-Диффузия

В результате ХТО образуется диффузионный слой детали, отличающийся от исходного материала хим составом, структурой и свойствами.

28.Цементация сталей.

Цементация- процесс насыщения углеродом поверхностного слоя деталей из малоуглеродистой (до 0,3% С) стали в целях придания ему большей твердости при достаточно вязкой сердцевине детали. В зависимости от среды, в которой протекает процесс, различают цементацию:

а) в твердом;

б) в газообразном;

в) жидком карбюризаторе.

Глубина цементации – 0,5…2,3 мм.

Средняя скорость науглероживания – 0,08…0,1 мм/ч.

Температура – 950…980 ⁰С.

В соответствии с изменением содержания углерода по глубине цементованный слой можно разделить на три зоны:

заэвтектоидная (перлит + тонкая сетка цементита). С = 1 – 1,1%;

эвтектоидная (перлит). С = 0,85%;

доэвтектоидная (перлит + феррит).

Детали, прошедшие цементацию в твердом карбюризаторе, подвергают термической обработке, виды и режимы которой определяют маркой стали, глубиной цементации, назначением детали и ее конфигурацией.

Преимущества газовой цементации перед твердой:

продолжительность процесса уменьшается в 1,5- 2 раза;

снижается себестоимость производства;

регулирование цементованного слоя и содержания углерода;

механизация процесса.

Жидкостную цементацию производят в расплавленных солях, содержащих активные добавки SiC и NaCN при температуре 820 – 900 ⁰С.

Время – 20…40 мин.; - толщина цементованного слоя – 0,1- 0,2 мм.

Время – до 2 часов; - толщина цементованного слоя – до 0,6 мм.

Применяют для мелких деталей.

Недостаток: неравномерность глубины цементации.

Преимущества:

возможность производить закалку деталей непосредственно после цементации;

отсутствие окалины и обезуглероживания поверхности.

29.Азотирование и нитроцементация сталей.

Азотирование – процесс насыщения азотом поверхностного слоя деталей, изловленных из черных металлов. Качество азотированного слоя определяется соотношением в нем структурных фаз, зависящим от состава стали, температуры азотирования, времени выдержки, степени диссоциации аммиака. Легирующие элементы: (алюминий, хром, молибден, ванадий) образует с азотом твердые и стойкие нитриды. Азотированию подвергают стали, содержащие в качестве легирующих элементов по крайней мере алюминий и хром.

Температура азотирования – 500 ⁰С;

Скорость дифундирования азота вглубь – 0,01 мм/ч.;

Время – 60-70 часов, глубина азотированного слоя – 0.6…0,7 мм.

Преимущества:

азотированная поверхность обладает устойчивостью против коррозии на воздухе, в пресной воде, в паровоздушной среде, в газовой среде.

Недостатки:

при азотировании детали увеличиваются в размерах и могут деформироваться. Поэтому азотированные детали подвергают либо полированию, либо шлифованию.

Применение: для изделий, от которых требуется высокая циклическая прочность, большая твердость, износостойкость (коленчатые валы, цилиндры двигателей, поршневые кольца, седла клапанов, борштанги и др.).