Цементуемые стали

Цементация стали осуществляется путем поверхностного насыщения изделия угле­родом до эвтектоидной или заэвтектоидной концентрации. Конечные свойства изделий достигаются в результате последующей термической обработ­ки. При цементации наиболее существенно изменяются поверхностная твердость, износостойкость и усталостная прочность изделий. Глубина цементованной зоны может быть различна для разных деталей и составляет 0,3— 2,5 мм в зависимости от размеров и назначения изделия.

Цементацию проводят в твердой, жидкой и газовой средах, наибольшее развитие получила газовая цементация. Цементация является трудоемким и длительным процессом, поэтому в последнее время применяют разные способы интенсификации этого процесса: ионную цементацию, цементацию в активизированных газовых средах, в электропро­водном кипящем слое, в виброкипящем слое и др.

Цементации подвергают низкоуглеродистые стали с со­держанием углерода 0,08—0,25 %, что обеспечивает полу­чение вязкой сердцевины. Для некоторых высоконагруженных деталей (зубчатые колеса и др.) содержание углерода в стали может быть повышено до 0,35 %. С повышением содержания углерода в стали уменьшается глубина цементованного слоя, увеличивается прочность и понижается вяз­кость сердцевины.

Цементацию проводят при температурах выше точки Аз в аустенитной области. Температурный интервал цементации составляет 920— 980 "С. Имеется положительный опыт применения для некоторых легированных сталей высокотемпературной цементации при 980—1050 °С. Прн этом значительно ускоряется процесс цементации вследствие увеличения коэффициента диффузии углерода, однако одновременно растет зер­но аустенита и увеличивается коробление деталей. Поэтому для высокотемпературной цементации необходимо применять стали с наследственномелким зерном или легировать сталь элементами, замедляющими рост аустенитного зерна при нагреве (титан, ванадий).

Термическая обработка изделий после цементации заключается в закалке и низкотемпературном отпуске, причем закалка может осуществляться непосредственно от температуры цементации (одинарная термическая обработка) или после охлаждения от температуры цементации (в этом случае часто применяют охлаждение на воздухе — нормализацию) и повторного нагрева до температуры несколько выше точки Аз с последующей закалкой и отпуском (двойная термическая обработка). Закалку от температуры цементации часто применяют после подстуживания до 840—860 °С с целью уменьшения коробления изделий.