Термохімічна обробка металів

Термохімічна обробка металів на ряду з термічною находить все більше застосування. Це теплова обробка металів в різних хімічно активних середовищах з метою зміни хімічного складу і структури поверхневого шару металу, що підвищує його властивості (твердість, зносостійкість).

Для цього нагріті заготовки піддають впливові середовища, з якого шляхом дифузії в поверхневий шар заготовок переходять потріб­ні для одержання заданих властивості в елементи: вуглець, азот, алю­міній, хром, силіцій, та ін. Ці елементи дифундують у поверхневий шар краще, коли вони виділяються в атомарному стані при розкладі якої-небудь сполуки.

Такий розклад легше всього проходить у газах, тому їх і праг­нуть застосовувати для хіміко-термічної обробки сталі.

Найбільш поширеними видами хіміко-термічної обробки сталі цементація, азотування, ціанування та дифузійна металізація.

Цементація. Цементацією називають процес насичення поверхневого шару заготовки вуглецем, з метою створення твердої поверхні при дос­татньо в’язкій серцевині.

Розрізняють цементацію у твердому карб’юрізаторі (деревне вугілля з добавками вуглекислих солей), рідку і газову.

Для цементації у твердому карб’юрізаторі заготовки поміщають у стальний ящик, засипають карб’юрізатором, закривають кришкою, ста­ранно обмазують глиною і поміщають ящик у піч, де витримують 5 -10 годин при 930 – 950°С. При нагріванні в присутності (вугілля вугле­кислий барій розкладається з утворенням атомарного вуглецю, який дифундує у поверхневий шар) заготовки і вступаючи у взаємодію з залі­зом утворює цементит.

Глибина цементації складає 0,5-3мм

При газовій цементації деталі витримують у печі при 900-950°С в неперервному потоці цементуючого газу - природного або генератор­ного. Процес у 2 - 3 рази протікає швидше (1,5-2 години), ніж у твердому карб’юрізаторі.

Рідку цементацію здійснюють у розплавах солей суміш кухонної солі та кальцинованої соди (з добавкою карбіду силіцію). Застосовуєть­ся для цементації дрібних деталей. Іде на багато швидше, ніж тверда цементація.

Азотування - процес дифузного насичення азотом поверхневого шару заготовок, виготовлених з легованих сталей та чавуну. Проводять при 480 - 750°С в атмосфері газоподібного аміаку, який виділяє атомарний азот, що дифундує в метал. Продовження процесу 50 - 90 годин з одержан­ням шару 0,2 - 0,6мм.

Азотування придає поверхні твердість, зносостійкість, корозійну стійкість проти утомлення металу.

Ціанування - насичення поверхні заготовок стальних деталей азо­том та вуглецем. Може виконуватись в рідкому та газовому середовищі.

Ціанування ділиться на низькотемпературне (530 - 650°С) і високотемпературне (800 - 900°С).

Рідке ціанування здійснюється у ваннах наповнених ціанистими та нейтральними солями при 900°С, на протязі 2-10 годин, небезпечне, так як ціаністі солі сильні отрути.

Газове ціанування проводиться у газовому середовищі, яке склада­ється з аміаку та вуглець вміщуючих газів, проводиться найчастіше при 530- 650°С.

Дифузне металізування - процес насичення поверхневого шару заготовок різними хімічними елементами (алюмінієм, хромом, силіцієм та ін.) при сумісному їх нагріванні та витримуванні.

В залежності від використовуваного елемента називаються алітуванням, хромуванням, силіцуванням і т. ін..

Дифузне металізування надає сталі та чавуну ряд цінних властивостей: високу жаростійкість, корозійну стійкість, зносостійкість, твердість та ін.

Запитання для самоперевірки:

1. Суть термічної обробки та її вплив на властивості сталей.

2. Структурні зміни в сталях в залежності від швидкості охолодження після нагрівання.

3. Відпал, його види та вплив на властивості сталей.

4. Гартування та відпуск.

5. Термоциклічна обробка сталей.

6. Суть термохімічної обробки, та її вплив на властивості сталей.

7. Види термохімічної обробки.

[1.2.4.5]

Тема 8. Корозія металів та засоби боротьби з нею.

План

1. Поняття корозії металів та збитки від неї.

2. Хімічна корозія.

3. Електрохімічна корозія.

4. Види корозії за характером руйнування, та захист від неї.

5. Техніко-економічні показники боротьби з корозією.