Сущность отпуска деталей из стали

Отпуск деталей сопровождается нагревом сталей ниже точки Ac₁. Далее следует выдержка на нужной температуре. И после этого деталь охлаждают, зачастую, контролируя скорость охлаждения.

После закалки детали, напомним, сталь, как правило, приобретает мартенситную структуру. В процессе отпуска стали происходит диффузионный распад мартенсита до отпущенного мартенсита, бейнита, троостита или сорбита, что придает изделиям необходимые свойства.

22. В чем сущность химико-термической обработки?

Сущность химико-термической обработки заключается в изменении химического состава поверхностного слоя металла с целью повышения прочности, твердости и износостойкости деталей. Изменение химического состава происходит путем насыщения поверхности различными элементами: углеродом, азотом и др., для чего необходима повышенная температура. Отсюда и название процесса — химико-термическая обработка.

По сравнению с другими методами поверхностного упрочнения (высокочастотной и газопламенной закалкой) химико-термическая обработка имеет следующие преимущества:

1) обеспечивает получение более высокой твердости и износостойкости поверхности благодаря изменению химического состава:

2) позволяет обрабатывать детали любой формы;

3) обеспечивает получение равномерной по всей поверхности детали толщины слоя;

4) позволяет более точно получить заданную толщину слоя.

В промышленности применяют несколько видов химико-термической обработки. Они получили название в зависимости от того, каким элементом производится насыщение поверхности детали: цементация — насыщение углеродом, азотирование — азотом, цианирование — одновременное насыщение углеродом и азотом. Наибольшее распространение имеют цементация и цианирование.

23. В чем сущность процесса цементации?

Цементация - это химико-термическая обработка, при которой поверхность стальных деталей насыщается углеродом. Цель цементации - получение на поверхности детали высокой твердости и износостойкости в сочетании с вязкой сердцевиной. Цементации подвергают стали с низким содержанием углерода 0,1 - 0,2%. Насыщение поверхностного слоя происходит при нагреве детали до определенной температуры в среде, легко выделяющей углерод в активном состоянии. В результате изменения химического состава поверхностного слоя меняется также его фазовый состав и микроструктура. Основные параметры химико-термической обработки - температура и продолжительность выдержки. Она обеспечивает получение упрочненного слоя одинаковой толщины от поверхности. На поверхности концентрация углерода достигает 1,1 - 1,2 %. Более высокое содержание углерода приводит к образованию значительных количеств вторичного цементита, сообщающего слою повышенную хрупкость. Глубина цементованного слоя зависит не только от температуры, при которой осуществляется процесс, но и от времени выдержки при этой температуре.

24. В чем сущность процесса азотирования?

Вид химико-термической обработки, заключающийся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стальных или титановых деталей азотом. Глубина насыщения составляет 0,2… 0,8 мм. Азотирование стали проводят в среде аммиака или в расплаве солей на основе карбамида и цианата при температуре 500…600 °C. В результате азотирования повышается твердость, износостойкость, коррозийная стойкость на воздухе и в воде, усталостная прочность (выносливость). Наибольшее распространение азотирование получило при производстве деталей, работающих в условиях трения и при температурах до 500…600 °С (коленчатые валы, шпиндельные валы, детали аппаратуры двигателей и др.).

Азотируемые детали выдерживаются в атмосфере диссоциированного аммиака при повышенных температурах. В этих условиях протекает реакция

2NH₃ ^→ 3H₂ + 2N.

Образующийся атомарный азот диффундирует в металл.