Информация к лекции "Понятие о химико-термической обработке"

Лекция №18

Понятие о

химико-термической обработке

План

• Химико-термическая обработка. Общая характеристика
• Основные виды химико-термической обработки

• Поверхностная закалка стали

Основные способы поверхностного упрочнения :

химико-термическая обработка, поверхностная закалка, наклеп

Большая твердость поверхностного слоя при сохранении пластичной и вязкой сердцевины, обеспечивающая высокую износостойкость и динамичную прочность деталей, достигает в основном методами химико-термической обработки или поверхностной закалкой.

Химико - термической обработкой называется процесс тепловой обработки металлов в химически активной среде для изменения их химического состава, структуры и свойств поверхностного слоя.

Разновидности химико-термической обработки :

цементация, азотирование, цианирование, алитирование, силицирование, хромирование, борирование

и др.

Цементация

Химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя металла углеродом и последующей его термической обработке-закалке и низком отпуске.

Цементация производится в твердых, газообразных и жидких средах – карбюризаторах .

Толщина цементованного слоя составляет 0,5…2 мм.

2СО СО 2 + С атом.

СН 4 2Н 2 + С атом.

С ≤ 0,25% ;

10, 15, 20, 12ХН3А, 20ХН, 18Х2Н4ВА

Режимы термической обработки стали после цементации

Азотирование

Химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя металла азотом посредством нагревания в среде, содержащей аммиак ( NH 3 )

NH 3 N атом. + 3H 2

Азотирование обеспечивает высокую твердость поверхностного слоя металла (72 HRC ), высокие усталостную прочность и теплостойкость, минимальную деформацию, большую устойчивость против износа и коррозии.

Цианирование

Химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом в расплаве цианистых солей.

Цианирование подразделяется на:

• низкотемпературное (550…570С);
• среднетемпературное (820…860С);
• высокотемпературное (930…960С).

Недостатки цианирования следующие: сильная ядовитость цианистых солей, из-за чего для каждой ванны требуются отдельные помещения и вентиляционные устройства, а также достаточно высокая стоимость применяемых химикатов.

Алитирование

Химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали алюминием в соответствующей среде.

Основной целью такой обработки является получение высокой жаростойкости поверхностей стальных деталей.

Толщина алитированного слоя 0,2…1 мм.

Силицирование

Химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали кремнием в соответствующей среде.

Основная цель такой обработки – повышение коррозионной стойкости и жаростойкости поверхности стальных деталей, а также резкое повышение жаростойкости молибдена и некоторых других металлов и сплавов.

Хромирование

Химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали хромом в соответствующей среде.

Основная цель такой обработки является повышение коррозионной стойкости, жаростойкости, твердости и износостойкости металла.

Толщина хромированного слоя 0,1…0,3 мм.

Борирование

Химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали бором при нагревании в соответствующей среде.

Основная цель такой обработки – повышение твердости, абразивного износа, коррозионной стойкости, теплостойкости и жаростойкости поверхности стальных изделий.

Поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты

Поверхностная закалка стали осуществляется следующим образом. При прохождении переменного тока высокой частоты по проводнику – медному индуктору 1 вокруг последнего образуется переменное электромагнитное поле, силовые линии 3 которого пронизывают помещенную в индуктор деталь 2. В поверхностном слое детали возникают вихревые точки (токи Фуко), вызывающие нагрев этого слоя. Источниками тока здесь служат машинные генераторы и ламповые, а также тиристорные преобразователи.