ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химико-термическая обработка стали из "Электротермия" Химико-термическая обработка стали заключается в насыщении поверхностного слоя деталей из стали (или серого чугуна) некоторыми химическими элементами, в результате нагрева деталей в среде, богатой этими элементами. [c.289] В процессе химико-термической обработки происходит изменение не только структуры, но и химического состава поверхностного слоя деталей, которое сопровождается изменением физико-химических свойств этого слоя по сравнению с основной массой металла. [c.289] Наиболее распространенными видами химико-терми-ческой обработки являются цементация, азотирование, цианирование, диффузионная металлизация. [c.289] Процесс цементации, в ходе которого содержание углерода в поверхностном слое определенной толщины можно довести до 0,9—1,0%, происходит при нагреве стальных изделий в богатой углеродом среде — в среде карбюризатора. Цементация производится с применением твердых, газообразных и жидких карбюризаторов. [c.290] При цементации твердым карбюризатором, например древесным углем, изделия закладываются в стальные коробки или ящики и засыпаются углем с добавлением углекислых солей щелочных металлов (ВаСОз, ЫагСОз), которые, разлагаясь при высокой температуре в присутствии твердого углерода, дают атомарный активный углерод. Ящики плотно закрываются и обмазываются глиной, после чего нагреваются в печи по определенному режиму. Диффузия (проникновение) атомов углерода в сталь происходит как в результате непосредственного контакта твердого углерода со сталью, так и в результате образования газовой фазы — окиси углерода. При содержании углерода в стали 0,1—0,2%, температура цементации находится в пределах 900—920° С при этом глубина цементации повышается с увеличением времени выдержки. [c.290] Для цеглентации стали наряду с нефтяными и газовыми печами широко применяют и электрические печи как периодического, так и непрерывного действия такой же конструкции, как для отжига. После цементации изделия подвергают закалке и другим видам термической обработки. [c.290] Для защиты участков поверхностей, которые не должны подвергаться цементации, их покрывают медью (электролитическим путем) или обмазывают специальными пастами. [c.290] При газовой цементации изделия нагревают в герметически закрытых жаростойких ретортах или муфелях, в которые подается цементирующий газ, получаемый в специальных установках на основе использования углеродосодержащих газов (естественного, генераторного и др.). [c.290] Цементация жидким карбюризатором — расплавленными углекислыми солями натрия и некоторых других металлов, с добавлением карбида кремния, производится в электрических печах-ваннах при температуре 840— 860° С. Цементация в расплавленных солях применяется для мелких деталей, цементируемых на небольшую глубину, при этом закалку изделий производят сразу после цементации. [c.292] Азотирование — это процесс насыщения поверхностного слоя стали (обычно на глубину 0,3—0,6 мм) азотом для повышения твердости и износостойкости, а также стойкости против коррозии. [c.292] Азотирование стали производят при температуре 500— 600° С в среде активного атомарного азота, который получается при диссоциации некоторых соединений, например аммиака, подаваемого непрерывно в ходе процесса в рабочее пространство печи. Атомарный азот в момент образования обладает большой химической активностью и, диффундируя в сталь, образует нитриды железа и других элементов. Однако нитриды железа — соединения непрочные, поэтому для азотирования применяют стали, легированные алюминием, хромом и молибденом, которые образуют прочные карбиды, в результате чего азотированный слой приобретает высокую твердость. Глубина и твердость азотированного слоя зависят от состава стали, температуры и продолжительности процесса и степени диссоциации аммиака. Азотированию подвергают также изделия из серого чугуна. Азотирование обычно проводят в электрических печах периодического действия шахтного или камерного типа. [c.292] Цианирование стали — это процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом и азотом при нагреве в среде, в которой образуются в активном атомарном состоянии углерод и азот. Цианирование делается, чтобы придать стали поверхностную твердость и износостойкость. Для цианирования применяются расплавленные цианистые соли (КСМ, ЫаСМ,Са (СЫ)2), а также некоторые газы или порошки. [c.292] Для цианирования в расплавленных солях применяют электрические печи-ванны, рабочая температура которых 800—920° С. С целью уменьшения потерь цианистых солей, понижения температуры плавления их и понижения вязкости цианистые соли разбавляют хлористым натрием и барием, а также содой. В процессе работы печи температура расплавленной соли обычно не превышает 800— 820° С поверхность соли покрывают порошком древесного угля для уменьшения испарения. [c.293] После цианирования изделия вынимают из ванны и подвергают закалке. При цианировании в расплавленных солях получаются хорошие технологические результаты (высокая твердость поверхности, достаточно большая скорость процесса), однако этот процесс связан с большим расходом цианистых солей (до 2—5% от веса изделий) и рядом обязательных специальных мероприятий по охране труда, так как цианистые соли являются сильными ядами. [c.293] Газовое цианирование или нитроцементация проводится в среде смеси газов, содержащих до 70—75 % углеродосодержащего газа и 30—25% аммиака, при температуре 830— 860° С. Газовое цианирование производят обычно в шахтных или камерных печах, подобных тем, которые применяют для азотирования. В данном случае насыщение стали атомарным азотом и углеродом происходит при образовании указанных элементов в результате диссоциации компонентов газовой смеси. [c.293] Как и при газовой цементации смесь газов для цианирования получают иногда непосредственно в рабочей камере печи, например, вводя в камеру бензол в виде капель и аммиак. [c.293] Цианирование с применением порошков и паст, содержащих цианистые соли, производится обычно на небольшую глубину и осуществляется практически так же, как цементация твердым карбюризатором. [c.293] Диффузионная металлизация состоит в насыщении поверхностного слоя стали при высокой температуре алюминием, хромом, кремнием и некоторыми другими элементами, с целью повышения стойкости против окисления и действия агрессивных реагентов (кислот, щелочей). [c.293] Подобно алитированию при нагреве стальных изделий в соответствующих порошкообразных смесях производят хромирование и силицирование стали. При хромировании (при 1050—1150° С) поверхностный слой стали насыщается хромом, в результате чего у низкоуглеродистых сталей повышаются антикоррозийные свойства, а у высокоуглеродистых сталей повышается также твердость и стойкость против истирания. При силицировании (при 1100— 1200° С) происходит насыщение поверхностного слоя кремнием, благодаря чему повышается кислотостойкость стали. [c.294] Вернуться к основной статье