Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Хіміко – термічна обробка сталі





Хіміко – термічна обробка сталі (ХТО) – процес зміни хімічного складу, мікроструктури та властивостей поверхневого шару деталі.

Зміна хімічного складу поверхневих шарів досягається в результаті їх взаємодії з оточуючим середовищем (твердим, рідким, газоподібним, плазменним), в якому здійснюється нагрів.

У результаті зміни хімічного складу поверхневого шару змінюється його фазовий склад та мікроструктура.

Основними параметрами хіміко – термічної обробки є температура нагріву і тривалість витримки.

В основі будь - якого різновиду хіміко – термічної обробки лежать процеси дисоціації, адсорбції, дифузії.

Дисоціація– отримання насичуючого елемента в активованому атомарному стані в результаті хімічної реакції, а також випаровування.

Наприклад,

Адсорбція– захоплення поверхнею деталі атомів насичуючого елемента.

Адсорбція завжди екзотермічний процес, який приводить до зменшення вільної енергії.

Дифузія– переміщення адсорбованих атомів вглиб виробу.

Для здійснення процесів адсорбції та дифузії необхідно, щоб насичуючий елемент взаємодіяв з основним металом, утворюючи тверді розчини чи хімічні з’єднання.

Хіміко – термічна обробка є основним способом поверхневого зміцнення деталей.

Основними різновидами хіміко – термічної обробки є:

- цементація (насичення поверхневого шару вуглецем);

- азотування (насичення поверхневого шару азотом);

- нітроцементація чи ціанування (насичення поверхневого шару одночасно вуглецем і азотом);

- дифузійна металізація (насичення поверхневого шару різними металами);

- сульфідування (покриття поверхні сталі шаром сірки товщиною в декілька мікрон);

Цементація

Цементація - хіміко – термічна обробка, яка полягає в дифузійному насиченні поверхневого шару атомами вуглецю при нагріві до температури 900…950 oС.

Цементацію використовують для сталей з низьким вмістом вуглецю (до 0,25 %).

Нагрів виробів здійснюють в середовищі, яке легко віддає вуглець. Підібрав режими обробки, поверхневий шар насичують вуглецем до потрібної глибини.

Глибина цементації (h)відстань від поверхні виробу до середини зони, де в структурі є однакові об’єми фериту та перліту (h=1…2 мм).

Ступінь цементації - середній вміст вуглецю в поверхневому шарі (не більше 1,2%).

Більш високий вміст вуглецю призводить до виникнення значної кількості вторинного цементиту, який призводить у поверхневому шарі до підвищеної крихкості.

На практиці використовують цементацію в твердому та газовому карбюризаторі (навуглецьовуюче середовище).

Ділянки деталей, які не підлягають цементації, попередньо покриваються міддю (електролітичним способом) чи глиняною сумішшю.

 

Цементація в твердому карбюризаторі

Майже готові вироби, з припуском під шліфовку, укладають в металічні ящики і присипають твердим карбюризатором. Використовується деревне вугілля з домішками вуглекислих солей ВаСО3, Na2CO3 в кількості 10…40%. Закриті ящики укладають в піч і витримують при температурі 930…950 oС.



За рахунок кисню повітря відбувається неповне згорання вугілля з утворенням окису вуглецю (СО), який розкладається з утворенням атомарного вуглецю за реакцією:

Атоми вуглецю, що утворилися адсорбуються поверхнею виробу і дифундують вглиб металу.

Недоліком даного способу є:

- Значні витрати часу (для цементації на глибину 0,1 мм витрачається 1 година);

- Низька продуктивність процесу;

- Громіздке обладнання;

- Складність автоматизації процесу;

Даний спосіб застосовується в дрібносерійному виробництві.

Газова цементація

Процес здійснюється в печах з герметичною камерою, наповненою газовим карбюризатором.Атмосфера вуглецевміщуючих газів включає азот, водень, водяні пари, які утворюють газ – носій, а також окис вуглецю, метан та інші вуглеводні, які є активними газами.

Глибина цементації визначається температурою нагріву та часом витримки.

Переваги способу:

- можливість отримання заданої концентрації вуглецю в шарі ( можна регулювати вміст вуглецю, змінюючи співвідношення складових, атмосферу газів);

- скорочення тривалості процесу за рахунок спрощення подальшої термічної обробки;

- можливість повної механізації і автоматизації процесу.

Спосіб застосовується в серійному та масовому виробництві.

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.