Циментация (НАУГЛЕРОЖИВАНИЕ)СТАЛИ

Низкоуглеродистые стали, содержащие не более (), 2, г> % С, цементуют в твердом или газообразном карбюризаторе (веществе, являющимся поставщиком атомов углерода). Температуру цементации выбирают и диапазоне 910—1050 °С. Глубина насыщенного слоя и скорость процесса возрастают с повышением темпера­туры. Глубина цементованного (насыщенного углеродом) слоя определяется назначением изделия и составляет обычно 0, 5—2 мм. Непосредственно цементация (насыще­ние слоя углеродом) является промежуточной операцией, предшествующей закалке.

Диффузия углерода в сталь возможна только в атомар­ном состоянии. Атомарный углерод адсорбируется по­верхностью изделия и затем диффундирует в глубь ме­талла. Цементованный слой имеет переменную концентра­цию углерода, убывающую с поверхности в глубь металла. Поэтому поверхностные слои низкоуглеродистой стали после цементации соответствуют заэвтектоидному со­ставу, лежащие за ними — эвтектоидному, а более глубо­кие доэвтектоидному. В связи с этим после закалки твердость насыщенного слоя также меняется, убывая от поверхности в глубь металла.

В качестве дополнительного источника углерода при­меняют жидкие углеводороды (бензин, керосин), которые каплями подаются в герметичное печное пространство. Образовавшаяся окись углерода разлагается с образова­нием атомарного углерода: 2СО -> СО2 + С.

32. Назначение сущность процесса азотирования изделия. Достоинства и недостатки процесса азотирования

Азотирование — процесс химико-термической обработки, заключаю­щийся в насыщении поверхностного слоя азотом для придания этому слою высокой твердости, износостойкости или устойчивости против кор­розии.

Твердость азотированного слоя выше, чем цементованного, и сохра­няется до высоких температур 400—600°С, тогда как твердость цементо­ванного слоя с мартенситной структурой сохраняется лишь до 200—250" С. Азотированию подвергают легированные стали, содержащие алюминий, хром, титан, например 35ХМЮА, 40Х, 18ХГТ, 40ХНМА и др.

Перед азотированием улучшают механические свойства деталей, под­вергая их закалке и высокому отпуску. Толщина азотированного слоя составляет0, 2—0, 6 мм. Азотированный слой хорошо шлифуется и поли­руется. Азотированию подвергают детали автомобилей (шестерни, ко­ленчатые валы), атакже штампы, пресс-формы и др. Азотирование при­водит к небольшому увеличению размеров. Поэтому после азотирования детали подвергают окончательному шлифованию (например, повторно шлифуют шейки коленчатых валов) со снятием слоя 0, 02—0, 03 мм.

Азотирование обычно проводят в среде аммиака при температуре 500—600°С. Аммиак разлагается с выделением активного азота в атомар­ном состоянии: 2NH, -»2N+6H. При этих температурах в герметически закрытом муфеле, вставленном в печь, азот внедряется в поверхност­ный слой стали и вступает в химическое взаимодействие с легирующи­ми элементами, образуя нитриды хрома, молибдена, вольфрама и др. Нитриды легирующих элементов повышают твердость стали до HRC 70. Обычные конструкционные стали после азотирования имеют мень­шую твердость, а твердость углеродистых сталей совсем не высока, так как в них не образуются специальные нитриды. Поэтому углеродистые стали подвергают только антикоррозионному азотированию.