Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Химико-термическая обработка
Химико-термической обработкой (поверхностным легированием) называют обработку, заключающуюся в сочетании термического и химического воздействий на металлы и сплавы для изменения химического состава структуры и свойств в поверхностных слоях. Химико-термическая обработка (ХТО) сводится к диффузионному насыщению поверхностного слоя стали неметаллами (С, N, Si, В и др.) или металлами (Сг, Al и др.) в процессе выдержки при определенной температуре в активной жидкости или газовой среде. Цель химико-термической обработки: повышение поверхностной твердости, износостойкости, предела выносливости, коррозионной стойкости, жаростойкости (окалиностойкости), кислотоустойчивости. Наибольшее применение в промышленности получили следующие виды химико-термической обработки: цементация; нитроцементация; азотирование; цианирование; диффузионная металлизация. Цементация (науглероживание)— это процесс насыщения поверхности стали углеродом при температуре 930—950°C. После цементации изделия подвергаются закалке и низкому отпуску. В результате их поверхность становится более твердой, износостойкой, выносливой при изгибе и кручении. Цементация проводится в твердой или газообразной насыщающей среде (карбюризаторе). В качестве газообразного карбюризатора используют природный газ. В зависимости от применяемого карбюризатора цементация подразделяется на три вида: цементация твердым карбюризатором; газовая цементация (метан, пропан, природный газ). Газовая цементация. Детали нагревают до 900-950ºС в специальных герметически закрытых печах, в которые непрерывным потоком подают цементующий углеродосодержащий газ (природный или искусственный). Процесс цементации в твердом карбюризаторе заключается в следующем. Детали, упакованные в ящик вместе с карбюризатором (в качестве твердого карбюризатора используется древесный уголь или каменноугольный полукокс и торфяной кокс с углекислым: барием и кальцинированной содой), нагревают до 200- 225°C и в течении длительного времени выдерживают при этой температуре, затем охлаждают и подвергают термической обработке. Цементации любым из рассмотренных выше способов подвергаются детали из углеродистой и легированной стали с содержанием углерода не более 0,2%. Цементация легированных сталей, содержащих карбидообразующие элементы Cr, W, V, дает особо хорошие результаты: у них, кроме повышения поверхностной твердости и износостойкости, увеличивается также предел усталости. Азотирование - это процесс насыщения поверхностного слоя различных металлов и сплавов, стальных изделий или деталей азотом при нагреве до температуры 500-650°C в среде аммиака в соответствующей среде. Повышается твердость поверхности изделия (сохраняется при нагреве до 450-550°C), выносливости, износостойкости, повышение коррозионной стойкости. Цианирование- это процесс насыщения поверхности стали одновременно углеродом и азотом при 820—950°C в расплавленных цианистых солях для повышения её твердости, износостойкости и предела выносливости. В зависимости от используемой среды различают цианирование: в твердых средах; в жидких средах; в газовых средах. В зависимости от температуры нагрева цианирование подразделяется на низкотемпературное и высокотемпературное. Цианирование в жидких средах производят в ваннах с расплавленными солями. Цианирование в газовых средах (нитроцементация). Процесс одновременного насыщения поверхности детали углеродом и азотом. Для этого детали нагревают в среде, состоящей из цементующего газа и аммиака, то есть нитроцементация совмещает в себе процессы газовой цементации и азотирования.
Контрольные вопросы 1. Дайте определение химико-термической обработки. 2. Назначение химико-термической обработки. 3. Назовите виды химико-термической обработки. 4. Технология процесса цементации. 5. Назовите виды цементации в зависимости от применяемого карбюризатора. 6. Технология процесса азотирование. 7. Технология процесса цианирование. 8. Назовите классификацию цианирования в зависимости от используемой среды. 9. Назовите классификацию цианирования в зависимости от температуры нагрева.
Тема 5. Легированные стали и твердые сплавы Легирующие элементы и их влияние на механические свойства стали
Основным легирующим элементом является хром (0,8…1,2)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей - (0…-100)oС. Дополнительные легирующие элементы. Бор - 0,003%. Увеличивает прокаливаемость, а также повышает порог хладоломкости (+20…-60) oС. Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)oС. Титан (~0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали. Введение молибдена(0,15…0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снижает порог хладоломкости до –20…-120oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель. Ванадийв количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость. Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено. Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости. При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием. Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости. Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные легирующие элементы. 2. Назовите дополнительные легирующие элементы. 3. Каково влияние бора и марганца на механические свойства стали. 4. Каково влияние титана и молибдена на механические свойства стали. 5. Каково влияние ванадия и никеля на механические свойства стали. 6. Каково влияние свинца, кальция на механические свойства стали.
|
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-11; просмотров: 512. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |