Обработка стали холодом

Высокоугл-ые и многие лег-ые стали имеют t конца мартенситного превращения (М_к) ниже 0^oС. Поэтому в стр-е стали после закалки набл-ся значительное кол-во остаточногоA, кот-ый снижает твердость, ухудшает магнитные характ-ки. Для устранения A остаточного проводят доп. охлаждение  в области отрицательныхt, до t ниже т. М_к (- 80^oС). Такая обработка наз-ся обработкой стали холодом.

Обработку холодом необходимо проводить сразу после закалки, чтобы не допустить стабилизации A. После обработки холодом сталь подвергают низкому отпуску, так как обработка холодом не снижает внутрнапряжений.Обработке холодом подвергают детали шарикоподшипников, точных механизмов, измерительные инструменты.

Упрочнение методом пластической деформации

Основное назначение методов механического упрочнения поверхности – повышение усталостной прочности.Методы мех упрочнения – наклепывание поверх-ого слоя на глубину 0,2-0,4 мм.Разновидностями яв-ся дробеструйная обработка и обработка роликами. Дробеструйная обработка – обработка дробью пов-ти готовых деталей.Осущ-ся с помощью спец-ых дробеструйных установок, выбрасывающих стальную или чугунную дробь на пов-ть  деталей. Удары дроби вызывают пласт-ую деф-цию на глубину 0,2-0,4 мм.Применяют для упрочнения деталей в канавках, на выступах. Подвергают изделия типа пружин, рессор, звенья цепей, гусениц, гильзы, поршни, зубчатые колеса.При обработке роликами деф-ция осущ-ся давлением ролика из твердого Me на пов-ть. При усилиях на ролик, превышающих предел текучести, происходит наклеп на нужную глубину. Обработка улучшает микрогеометрию. Создание остаточных напряжений сжатия повышает предел усталости и долговечность изделия.

Обкатка роликами применяется при обработке шеек валов, проволоки, при калибровке труб, прутков.

Химико-термическая обработка сталей.

 (ХТО) – пр-сс изменения хим.состава, микростр-ры и св-в поверх-ого слоя.В рез-те изменения хим. состава поверх-ого слоя измен-ся его фазовый состав и микростр-ра, Основные параметры ХТО: t нагрева и продолж-ть выдержки.В основе любой разновидности ХТО лежат пр-ссы диссоциации, адсорбции, диффузии.Диссоц-ция – получение насыщающего элем-та в активированном атомарном сост-ии в рез-те хим.р-ий, испарения. Адсорбция – захват поверх-ю детали атомов насыщающего элемента. Всегда экзотермический пр-с, приводящий к умень-ю св. энергии. Диффузия – перемещение адсорбированных атомов вглубь изделия. Разновидности ХТО:цементация (насыщение поверх-ого слоя C);азотирование (насыщение поверх-ого слоя N);нитроцементация(цианирование)(насыщение поверх-ого слоя одновременно C и N);диффузионная металлизация (насыщение поверх-ого слоя различными Me). Цементация – закл-ся в дифф-ом насыщении поверх-ого слоя атомамиС при нагреве до t 900-950 ^oС. подвергают стали с низким содержанием C. Нагрев изделий осущ-ют в среде, легко отдающей С. Глубина цементации (h) – расстояние от пов-ти изделия до середины зоны, где в стр-ре имеются одинаковые VФ и П. Степень цементации – среднее содержание С в поверх-ом слое.Более высокое содержание С приводит к образ-ию Ц2, сообщающего слою повышенную хрупкость.

Цементация в твердом карбюризаторе.

Почти готовые изделия, с припуском под шлифование, укладывают в металлические ящики и пересыпают твердым карбюризатором. Используется древесный уголь с добавками углекислых солей. З акрытые ящики укладывают в печь и выдерживают при температуре 930-950 ^oС. За счет кислорода воздуха происходит неполное сгорание угля с образ-ем окиси углерода (СО), кот-ая разлаг-ся с образ-ем атомарного углерода.Образ-ся атомы С адсорбируются пов-тью изделий и диффундируют вглубь Ме.Недостатками: значительные затраты времени для цементации;

низкая производительность пр-сса;громоздкое оборудование;

сложность автоматизации пр-сса.

Газовая цементация.

Пр-сс осущ-ся в печах с герметической камерой, наполненной газовым карбюризатором. Атмосфера газов включает N, H, водяные пары, кот-ые образуют газ-носитель, и окись C, метан и другие углеводороды, кот-ые яв-я активными газами.Глубина цементации опр-ся t нагрева и временем выдержки.

Преимущества способа:возможность получения заданной концентрации C в слое; сокращение длительности пр-сса за счет упрощения последующей ТО;возможность полной механизации и автоматизации пр-са.

Структура цементованного слоя

На пов-ти изделия образ-ся слой заэвтектоидной стали, состоящий из П и Ц. По мере удаления от пов-ти, содержание С снижается и следующая зона состоит только из П. Затем появл-я зерна Ф, их кол-во, по мере удаления от пов-ти увел-ся. И, наконец, стр-ра становится отвечающей исходному сост-ву.

Азотирование

ХТО, при кот-ой поверх-ые слои насыщаются N.При азотировании увел-я твердость, износостойкость, коррозионная стойкость.При азотировании изделия загружают в герметичные печи, куда поступает аммиак NH₃ c опр-ой скоростью. При нагреве аммиак диссоциирует. Атомарный азот поглощ-ся пов-тью и диффундирует вглубь изделия.Для азотирования используют стали, содержащие Al, Mo, Cr, Ti. В завис-ти от условий работы деталей различают азотирование:

для повышения поверх-ой твердости и износостойкости;для улучшения коррозионной стойкости; Азотирование проводят на готовых изделиях, прошедших окончательную мех и ТО (закалка с высоким отпуском).После азотирования в сердцевине изделия сохраняется структура сорбита, кот-ая обеспечивает повыш-ую прочность и вязкость.