Какой вид химико-термической обработки можно применить для втулки из стали 15Л, работающей в среде влажного воздуха и корпуса редуктора из стали 25. Обосновать выбор

Сталь 15Л – углеродистая сталь с содержанием углерода 0,15%. По содержанию углерода сталь является низкоуглеродистой.

Учитывая то, что втулка испытывает износ и действие коррозионной среды рационально применить диффузионное хромирование.

Насыщение поверхности хромом для повышения коррозионной стойкости и жаростойкости, а при хромировании высокоуглеродистых сталей — для повышения твердости и износостойкости. При хромировании в порошкообразных смесях детали нагревают в стальных ящиках в смеси, состоящей из 50% хрома (феррохрома), 49% глинозема (каолина) и 1% хлористого аммония. Применяют также смесь, состоящую из 60% хрома (феррохрома), 35% глинозема (каолина) и 5% соляной кислоты. Измельченный хром (феррохром) сначала обрабатывают соляной кислотой, а затем смешивают с глиноземом (каолином). Температура хромирования 1000—1050° С, выдержка 6—12 ч, получаемая толщина слоя 0,08—0,15 мм на деталях из низкоуглеродистой стали.

Хромированию подвергают детали из сталей с различным содержанием углерода. С повышением содержания углерода в стали процесс хромирования замедляется. При одной и той же температуре и выдержке на деталях из низкоуглеродистой стали получается значительно более глубокий слой, чем на деталях из высокоуглеродистой стали. В зависимости от содержания углерода в хромируемой стали фазовый состав и свойства хромированного слоя получаются различными.

    Содержание углерода в поверхностном слое достигает 7—8%, а хрома 75-95%. В зоне, расположенной непосредственно за хромированным слоем, содержание углерода повышено по сравнению с содержанием углерода в сердцевине в связи с тем, что не весь продиффун-дировавший к поверхности углерод используется для образования карбидного поверхностного слоя, так как скорость диффузии углерода больше скорости диффузии хрома.

Твердость поверхности деталей из хромированной низкоуглеродистой стали невысокая — НV 180—280.  Хромированный слой на деталях из низкоуглеродистой стали обладает хорошей пластичностью; детали можно сгибать, осаживать, сплющивать и т. п.

Сталь 25 – углеродистая сталь с содержанием углерода 0,25%.

Рационально применить цемнтацию для поверхностного упрочнения.

Цементация и последующая термическая обработка одновременно повышают предел выносливости. Для цементации обычно используют низкоуглеродистые стали с содержанием углерода 0,1 – 0,3 %. Выбор таких сталей необходим для того, чтобы сердцевина изделия, не насыщающаяся углеродом при цементации, сохраняла высокую вязкость после закалки.

Цементация является промежуточной операцией, цель которой — обогащение поверхностного слоя углеродом. Требуемое упрочнение поверхностного слоя изделия достигается закалкой после цементации. Закалка должна не только упрочнить поверхностный слой, но и исправить структуру перегрева, возникающую из-за многочасовой выдержки стали при температуре цементации.

Для получения высокой твердости цементованного слоя и достаточно высоких механических свойств сердцевины, а также для получения в поверхностном слое структуры мелкоигольчатого мартенсита, деталь после цементации подвергают последующей термической обработке-закалке. Основная цель закалки стали это получение высокой твердости, и прочности что является результатом образования в ней неравновесных структур – мартенсита, троостита или сорбита.

Отпуск при 180 - 200°С (низкий отпуск) проводится для снятия внутренних напряжений и получение более устойчивого структурного состояния, повышение вязкости и пластичности, а также понижение твердости и уменьшение хрупкости закаленной стали. Он выполняется с целью получения структуры мартенсита отпуска и для частичного снятия внутренних напряжений в закаленной стали с целью повышения вязкости без заметного снижения твердости. После такого режима термической обработки структура поверхностного слоя – мартенсит отпуска с вкраплениями избыточного цементита, а сердцевины – мелкозернистый феррит+перлит (сорбит). Твержость поврхности 62 HRC.

ВОПРОС 7

Выполните задание:

Для заданной детали необходимо:

- выбрать материал для изготовления детали и указать механические свойства металла в исходном состоянии;

- подобрать виды предварительной и окончательной термической (химико-термической) обработки. Указать режимы выбранных видов тепловой обработки;

- указать назначение выбранных видов термической (химико-термической) обработки;

- зарисовать схемы структур до и после термической (химико-термической) обработки/