1. Предварительная термическая обработка стали (закалка + + высокий отпуск). Цель ее обеспечить повышенные прочность и вязкость в сердцевине изделия.
Термической обработке подвергают стали в заготовках. Закалку стали 38Х2МЮА выполняют с нагревом до 900—950° С и охлаждением в воде или в масле. Отпуск проводят при высокой температуре (600—675° С), превышающей максимальную температуру последующего азотирования и обеспечивающей получение твердости, при которой сталь можно обрабатывать резанием.
2. Механическая обработка деталей, а также шлифование, которое придает окончательные размеры детали.
3. Защита участков, не подлежащих азотированию, нанесением тонкого слоя (0,01—0,015 мм) олова электролитическим методом или жидкого стекла на поверхности стали в виде тонкой непроницаемой для азота пленки.
4. Азотирование.
5. Окончательное шлифование или доводка изделия. Азотирование тонкостенных изделии сложной конфигурации рекомендуется выполнять при 500—520° С. Продолжительность процесса зависит от требуемой толщины азотированного слоя.
|
|
III) Цианированием (нитроцементацией) называют совместное насыщение поверхности стали углеродом и азотом.
Жидкое цианирование. Изделие нагревают при 820—960°C в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий.
Для цианирования чаще применяют стали, содержащие 0,3— 0,4% углерода.
После цианирования закалку выполняют непосредственно из цианистой ванны. После закалки следует низкотемпературный отпуск (180—200° С). Твердость цианированного слоя после термической обработки равна HRC 58—62.
Этот вид цианирования применяют для мелких деталей в автостроении для шестерен привода масляного насоса и спидометра, пальца задней рессоры, червяка руля, валиков, гаек и т. д.
Для нитроцементации рекомендуется использовать контролируемую эндотермическую атмосферу, к которой добавляют 3—5% необработанного природного газа и 3—5% NH3.
В шахтных печах применяют жидкий карбюризатор — триэтаноламин (C2H50)3-N, который в виде капель вводят в рабочее пространство печи. После нитроцементации следует закалка непосредственно из печи либо после повторного нагрева; нередко применяют ступенчатую закалку. После закалки проводят отпуск при 160—180° С.
Структура нитроцементованного слоя состоит из мелкокристаллического мартенсита, мелких равномерно распределенных карбо- нитридов и 25—30% остаточного аустенита. Высокое содержание аустенита обеспечивает хорошую прирабатываемость (например, нешлифуемых автомобильных шестерен), что обеспечивает их бесшумную работу.
Твердость слоя после термической обработки составляет HRC 58—62.
|
|
Нитроцементации подвергают детали сложной конфигурации (например, шестерни), склонные к короблению.
IV Диффузионная металлизация – это поверхностное насыщение стали алюминием, хромом, бором и другими элементами.
Изделие, поверхность которого насыщена этими элементами, обладает ценными свойствами, к числу которых относятся высокая жаростойкость, коррозионная стойкость, повышенная износостойкость и твердость.
Поверхностное насыщение стали металлами, а также таким элементом, как кремний, можно проводить при 900—1050° С упаковкой изделия в соответствующие порошкообразные смеси (обычно ферросплавы [1] и 0,5—5% NH4C1), погружением в расплавленный металл, если диффундирующий элемент имеет невысокую температуру плавления (например, цинк, алюминий), или насыщением из газовой среды. При газовом методе, чаще применяют летучие хлористые соединения металлов (А1С13, CrCl2, SiCl4 и т. д.), образующиеся при воздействии хлора (или хлористого водорода) на металлы или их сплавы с железом при высоких температурах. Хлориды взаимодействуют с железом, и выделяющийся в атомарном состоянии металл диффундирует в железо.4)
Продолжительность процесса обычно 6—12 ч.
а) Алитирование - это насыщение поверхности стали алюминием. В результате алитирования сталь приобретает высокую окалиностойкость (до 850—900° С), так как в процессе нагрева на поверхности алитированных изделий образуется плотная пленка окиси алюминия А1203,предохраняющая металл от окисления. Алитированный слой обладает также хорошим сопротивлением коррозии в ряде сред.
Чаще применяют алитирование в порошкообразных смесях. Детали упаковывают в ящик, заполненный рабочей смесью, в состав которой входят порошковый алюминий (25—50%) или ферроалюминий (50—75%), окись алюминия (25—75%).
Нередко применяют алитирование в ваннах с расплавленным алюминием. Алитируемые детали погружают в расплавленный алюминий, содержащий 6—8% Fe, процесс осуществляют при 700—800° С в течение 45—90 мин. Существуют и другие методы алитирования.
Алитированию подвергают детали газогенераторных машин, чехлы термопар, детали разливочных ковшей, клапаны и другие детали, работающие при высоких температурах.
б) Хромирование – это насыщение поверхности стальных изделий хромом, обеспечивает повышенную устойчивость против газовой коррозии (окалиностойкость) до 800°С, высокую коррозионную стойкость в таких средах, как вода, морская вода и азотная кислота. Хромирование высокоуглеродистых сталей повышает также твёрдость и износостойкость.
Хромирование проводят в порошкообразных смесях (50% феррохрома, 49% окиси алюминия и 1% хлористого аммония).
Некоторое применение нашло газовое хромирование (нагрев в среде, содержащей СгС12) и в вакууме. При нагреве до высокой температуры в вакууме хром испаряется и диффундирует в железо. Хромирование проводят при 1000—1050° С в течение нескольких часов.
Хромирование применяют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей, патрубков, а также деталей, работающих; на износ в агрессивных средах1.
в) Силицирование - это насыщение поверхности стали (чугуна) кремнием. В результате силицирования сталь приобретает высокую коррозионную стойкость в морской воде, в азотной, серной и соляной кислотах и несколько повышенную устойчивость против износа.
Более часто применяют газовое силицирование в атмосфере SiCl4.
Силицированию подвергают детали, применяемые в оборудовании химической, бумажной, нефтяной промышленности (валики насосов, трубопроводы, арматура, гайки, болты и т. д.).
г) Борирование - это насыщение поверхностного слоя бором, создает высокую твердость (HV 1800—2000), износостойкость и устойчивость против коррозии в различных средах.
|
|
Борирование стальных изделий чаще выполняют при электролизе расплавленных солей, содержащих бор. Изделие служит катодом в ванне с расплавленной бурой (Na2B20,). Процесс можно вести и без электролиза в ваннах с расплавленными хлористыми солями (NaCl, BaCl), в которые добавляют порошкообразный ферробор или карбид бора.
Хорошие результаты получены при газовом борировании. В этом случае насыщение бором проводят в среде диборана (В2Н6) в смеси с водородом при 850— 900° С.
На рис. 124, д приведена микроструктура борироваиного слоя. На поверхности образуется борид железа FeB, а ниже — борид Fe2B и а-твердый раствор.
Борированию подвергают детали, применяемые в оборудовании нефтяной промышленности.. Так, борируют втулки грязевых нефтяных насосов для повышения их устойчивости против абразивного износа. Борированию можно подвергать любые стали
Тема: Упрочнение стали методом пластической деформации(наклёпом)
Деформация металла осуществляется в результате скольжения атомных плоскостей. Скольжению плоскостей способствуют дефекты кристаллической решётки, в первую очередь дислокации, но в процессе их количество увеличивается, в результате чего они начинают препятствовать скольжению атомных плоскостей. Пластичность снижается, а прочность увеличивается – происходит наклёп.
Это явление используется в технике для упрочнения металлов и сплавов.
Способы упрочнения наклёпом:
1. ТМО может проводиться как с прокатного нагрева (в потоке стана), так и с отдельного нагрева.
В этом случае сочетаются 2 упрочняющих фактора:
- наклёп при деформации;
- мартенситное превращение при последующей закалке.
В потоке стана металл подвергают закалке сразу после выхода из последней клети. В результате охлаждения водой из спрейерных устройств. Совмещение ТМО с прокаткой в потоке стана позволяет снизить себестоимость проката и улучшить его механические свойства.
2. Правка металла с помощью правильных машин в процессе отделки проката также приводит к упрочнению
3. Дробеструйная обработка поверхности пружин с помощью дробемётных установок
|
|
Тема: Дефекты термообработки. Качество стали после термообработки.
Термины и определения различных видов дефектов в промышленных продукций установлены ГОСТ 15467-79
Стандарт регламентирует правила, методы и средства для контроля качества продукции
Различают следующие виды дефектов:
- явные и скрытые;
- критические, значительные, малозначительные;
- устранимые и неустранимые;
- конструктивные, технологические, эксплуатационные.
ГОСТ 15467-79 определяет неисправимый брак, как продукцию, передача которой недопустима потребителю из-за неисправимых дефектов.