Цементация.

• Цементация – процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом с целью повышения работоспособности деталей металлургических машин (всевозможные шестерни, зубчатые муфты и втулки, пальцы, втулки и ролики шлепперов и т. д.), испытывающих в процессе эксплуатации статические, динамические и переменные нагрузки и подверженных изнашиванию.

• Изделия, состоящие из низкоуглеродистых сталей (0, 10 - 0, 18 % С), нагревают в среде, легко отдающей углерод. Для крупногабаритных деталей применяют сплавы с более высокой концентрацией углерода (0, 2 - 0, 3 %). Выбор таких сталей необходим для того, чтобы сердцевина изделия, не насыщающаяся углеродом при цементации, сохраняла высокую вязкость после закалки.

• На цементацию детали поступают после механической обработки нередко с припуском на шлифование 0, 05 - 0, 10 мм. Во многих случаях науглероживанию подверга-ется только часть детали, тогда участки, не подлежащие упрочнению, защищают тонким слоем меди (0, 02 - 0, 04 мм), которую наносят электролитическим способом или изолируют специальными обмазками, состоящими из сме-си огнеупорной глины, песка и асбеста, замешанных на жидком стекле, и др.

• Цементованный слой имеет переменную концентрацию углерода по глубине, убывающую от поверхности к серд-цевине детали. После медленного охлаждения в структу-ре науглероженного пласта можно различить (от поверх-ности к сердцевине) три зоны: заэвтектоидную (1), состо-ящую из перлита и вторичного цементита, образующего сетку по бывшему зерну аустенита; эвтектоидную (2) из одного пластинчатого перлита и доэвтектоидную (3) из перлита и феррита.

• Эффективная толщина цементованного слоя – сумма заэвтектоидной, эвтектоидной и половины переходной (доэвтектоидной) областей - до 0, 40 - 0, 45 % С или после закалки толщина до твердости HRC 50 или НV 500 - 600.

• Глубина цементации – расстояние от поверхности изделия до половины зоны, где в структуре наряду с перлитом имеется примерно такое же количество феррита. Толщина цементованного слоя составляет 1 - 2 мм, но может быть и больше. Степень цементации-это среднее содержание углерода в поверхностном слое (обычно не более 1, 2 % С). После цементации изделия подвергают закалке с отпуском. Это обеспечивает получение в поверхностном слое изделий высокой твердости при сохранении мягкой вязкой сердцевины, возникновение напряжений сжатия, увеличивающих предел выносливости и долговечность деталей.

Рис. 2 Схема (а) и микроструктура (б) распределения углерода по толщине цементованного слоя в зонах: 1 - заэвтектоидной (темные участки - перлит, белая сетка - цементит); 2 – эвтектоидной (практически один перлит); 3 - доэвтектоидной (светлые места - феррит, темные - перлит)