Інформація про новину
  • Переглядів: 59
  • Дата: 9-05-2021, 00:22
9-05-2021, 00:22

5.2. Хіміко-термічне оброблення

Категорія: Матеріалознавство





Попередня сторінка:  5.1. Термічне оброблення сталі
Наступна сторінка:   6.1. Вуглецеві сталі

Вивчивши матеріали цього розділу, учні знатимуть:

• визначення хіміко-термічного оброблення сталі;

• процеси, які відбуваються при хіміко-термічному обробленні;

• способи хіміко-термічного оброблення.

1. Хіміко-термічне оброблення (ХТО) сталі - це процес, у якому поєднано термічний і хімічний вплив на зміну складу, структури і властивостей поверхневого шару сталі. ХТО основане на дифузії в атомно-кристалічну решітку сталі атомів різних хімічних елементів при нагріванні в середовищі, що багате цими елементами.

Під час ХТО одночасно відбуваються декілька процесів;

- дисоціація - розпад молекул вихідної речовини з утворенням активних атомів дифузанта. Його може виділяти газоподібне, рідке або тверде середовище. Наприклад, під час дисоціації газу СО утворюється активний атомний вуглець С;

- адсорбція атомів на поверхню металу з утворенням хімічних зв'язків між іонами основного металу та елемента насичення. З підвищенням температури адсорбційна здатність металу зростає;

- дифузія - переміщення адсорбованих поверхнею атомів дифузанта вглиб.

2. Унаслідок цих процесів утворюється дифузійний шар, який за своїми фізико-хімічними показниками відрізняється від основного металу. Основним і найпоширенішим способом ХТО є цементація.

3. Цементація - це процес дифузного насичення поверхневого шару сталі вуглецем до концентрації 0,8— 1,1 % і отримання після гартування високої твердості поверхні при збереженні м'якої і в'язкої серцевини. Середовище, в якому проводять цементацію, називають карбюризатором. Для цементації у твердому карбюризаторі деталі із низьковуглецевої сталі нагрівають при температурі вище лінії GS у деревному вугіллі кілька десятків годин.

4. Газову цементацію проводять у герметично закритих камерних печах, через які пропускають цементуючий газ (метан, пропан, оксид вуглецю). Процес насичення вуглецем під час газової цементації проходить

значно швидше, ніж у твердому стані. За 8 год глибина насичення під час газової цементації досягає 2 мм, а під час твердої - менше ніж 1,5 мм.

5. Азотування - дифузне насичення азотом поверхневого шару сталевих деталей. Мета азотування - істотно підвищити твердість, зносотривкість, корозійну тривкість. Деталі азотують в атмосфері аміаку, який подають із балонів до герметичних реторт, де укладені деталі. Азотований шар, сформований під час насичення, не потребує додаткового термічного оброблення, як у випадку цементації.

6. Ціанування - насичення поверхні деталі одночасно вуглецем і азотом (C+N). Якщо операцію проводять у газовому середовищі, її називають нітро-цементацією, а якщо в розплавленій ванні з ціанистих солей - ціануванням.

7. Борування - насичення поверхні бором, що значно підвищує твердість поверхні оброблених деталей (до HV2000), опір абразивному зношуванню і корозійну стійкість.

8. Дифузна металізація - процес насичення поверхні деталей атомами інших металів. Проводять при температурі 1000-1200 °С, залежно від виду деталей. Дуже часто використовують для покращення поверхні деталей теплоенергетичного машинобудування, надання їм корозійної стійкості, жароміцності тощо. Традиційними способами отримання таких покриттів є насичення поверхні:

- алюмінієм - алітування (підвищує жаростійкість). При нагріві алітованої сталі на її поверхні утворюється щільна плівка оксиду алюмінію АІ203, яка захищає основний метал від окислення;

- хромом - хромування (жаростійкість і зносостійкість);

- кремнієм - силікування (кислотоопірність).

9. Деталі, які необхідно наситити іншим металом, пакують у металеві контейнери з плавкими затворами, нагрівають у печі до заданої температури і витримують декілька годин для отримання дифузійних шарів заданої товщини і структури.

10. Воронування - декоративне хіміко-термічне оброблення, яке виконують для надання чорного кольору поверхні сталевого виробу.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Дайте визначення хіміко-термічного оброблення.

2. Яке призначення хіміко-термічного оброблення?

3. Що таке адсорбція?

4. Що називають дисоціацією?

5. Що таке дифузія?

6. Яке призначення цементації?

7. Яке призначення дифузної металізації?

8. Що таке борування і яке його призначення?

9. Що таке воронування?

10. З якою метою використовують воронування?

 

 

Це матеріал з підручника "Матеріалознавство та технологія металів" Власенко 2019

 



Попередня сторінка:  5.1. Термічне оброблення сталі
Наступна сторінка:   6.1. Вуглецеві сталі



^