Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ УПРОЧНЯЮЩАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ (ХТО).

Химико-термическая обработка применяется для изменения химического состава и свойств поверхностей — твердости, износоустойчивости и коррозионной стойкости. Достигается это внедрением (диффузией) определенных элементов из внешней среды в поверхностный слой металла.

К химико-термической обработке стали относятся:

· - цементация;

· - азотирование;

· - нитроцементация;

· - цианирование;

· - диффузионная металлизация.

Цементация — насыщение поверхностного слоя стали углеродом при нагреве до температуры 880—950°С с последующей закалкой. Цель ее — получение высокой твердости и износоустойчивости поверхности детали, повышения предела выносливости при изгибе и кручении (шестерни, поршневые пальцы, распредвалы идр.). Цементации подвергаются детали из низкоуглеродистой стали с содержанием углерода 0,1—0,25%. При насыщении количество углерода может быть доведено до 1 —1,25%, глубина цементированного слоя 0,5-2,5 мм. Цементацию деталей обычно производят после их механической обработки с оставлением припуска на окончательную шлифовку.

Азотирование — поверхностное насыщение стали азотом при нагреве до температуры 500—700°С в аммиаке NН₃. Азотированию подвергают для повышения твердости, износоустойчивости поверхностного слоя и коррозионной стойкости главным образом деталей, изготовленных из легированных сталей, содержащих алюминий, хром и молибден. Толщина азотированного слоя 0,2-0,6 мм. Азотированные стали обладают очень высокой твердостью (азот образует различные соединения с железом, алюминием, хромом и другими элементами, обладающие большей твердостью, чем карбиды). Азотированные стали обладают повышенной сопротивляемостью коррозии в таких средах, как атмосфера, вода, пар.

Азотированные стали сохраняют высокую твердость, в отличие от цементованных, до сравнительно высоких температур (500...520°С). Азотированные изделия не коробятся при охлаждении, так как температура азотирования ниже, чем цементации. Азотирование сталей широко применяют в машиностроении для повышения твердости, износостойкости, предела выносливости и коррозионной стойкости ответственных деталей, например, зубчатых колес, валов, гильз цилиндров.

Нитроцементация - химико-термическая обработка с одновременным поверхностным насыщением изделий азотом и углеродом при повышенных температурах с последующими закалкой и отпуском для повышения износо- и коррозионной устойчивости, а также усталостной прочности. Нитроцементация может проводиться в газовой среде азота и углерода при температуре 840..860°С.

Нитроцементация эффективна для инструментальных (в частности, быстрорежущих) сталей; она используется для деталей сложной конфигурации, склонных к короблению. Однако, поскольку этот процесс связан с использованием токсичных цианистых солей, он не нашел широкого распространения.

Цианирование — одновременное поверхностное насышение стали углеродом и азотом при температуре 530— 550°С, но проводится в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий NaCN или цианистый калий КCN. Цианированный слой (толщина 0,3 мм) имеет более высокую износостойкость по сравнению с нитроцементированным, применяется для низколегированных и быстрорежущих сталей. Цианирование применяют для повышения стойкости спиральных сверл и других быстрорежущих инструментов и деталей сложной конфигурации.

Диффузионная металлизация – насыщение поверхности стали различными металлами (Al, Cr, Si, B). При этом образуются твердые растворы замещения, осуществляется при температуре 700°…1400°С твердой, жидкой или газовой диффузионной металлизацией. После диф. металлизации детали приобретают ряд ценных свойств:

Ø - алитирование — поверхностное насыщение стали алюминием на глубину 20 мкм — 1,2 мм диффузией его сред, содержащих алюминий. При этом сталь приобретает высокую окалиностойкость (при температурах до 800—850°С). Применяется алитирование для повышения жаростойкости углеродистых сталей для топливных баков газогенераторных машин, чехлов термопар, разливочных ковшей и т. д.;

Ø - хромирование – насыщение поверхностного слоя хромом на глубину 0,2мм. Применяется для повышения окалиностойкости, износостойкости в агрессивных средах для деталей паровых турбин, насосов для перекачки агрессивных сред и др.;

Ø - борирование - химико-термическая обработка насыщением поверхностных слоев изделий из низко- и среднеуглеродистых сталей бором при температурах 900...950°С. Цель борирования - повышение твердости, износостойкости, коррозионной стойкости, особенно в абразивной среде, и некоторых других свойств стальных изделий. Диффузионный слой толщиной 0,05...0,15 мм, состоящий из боридов FeB и Fе₂В, обладает весьма высокой твердостью, стойкостью к абразивному изнашиванию и коррозионной стойкостью. Борирование особенно эффективно для повышения стойкости (в 2...10 раз) бурового и штампового инструментов, пресс-форм, нефтяных насосов и др.