Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Другие методич. материалы / Учебное пособие по дисциплине материаловедение. Тема: "Химико-термическая обработка сталей."
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Другое

Учебное пособие по дисциплине материаловедение. Тема: "Химико-термическая обработка сталей."

библиотека
материалов

Химико- термическая обработка.

Химико-термическая обработка заключается в химическом и термическом воздействии с целью изменения химического состава, структуры и свойств поверхностного слоя метала. В процессе химико-термической обработки происходит поверхностное насыщение металла соответствующим элементом в процессе его диффузии в атомарном виде из жидкой, твердой или газовой среды при высокой температуре. Основные виды химико-термической обработки классифицируют по названиям элементов, которыми насыщается поверхностный слой. Например, насыщение углеродом называется цементацией, азотом-азотированном, хромом-хромированием.

Широкое применение химико-термической обработки в различных областях техники объясняется тем, что она, повышая твердость, низкостойкость, коррозионную стойкость поверхности, увеличивает надежность и долговечность работы деталей машин и механизмов.

Химико-термическая обработка складывается из:

Диссоциации, которая происходит на контактной поверхности <<металл-газовая среда>> и приводит к выделению диффундирующего элемента в атомарном состоянии;

Абсорбции- поглощения поверхностью свободных атомов;

Диффузии- проникновения насыщающего элемента вглубь поверхностного слоя.

Основным физическим процессом является диффузия, скорость которой увеличивается при повышении температуры, диффундирующий элемент проникает на большую глубину.

Цементация заключается в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом при нагревании в соответствующей среде-карбюризаторе. Процесс цементации проходит при температуре выше точки Ас3 (900…950 ˚С), когда устойчив аустенит, растворяющий углерод в больших количествах. Цементацию проводят в твердых, жидких и газовых карбюризаторах. Основой реакцией, обеспечивающей науглероживание, является диссоциация метана:

CH4 ―›2H2+Cam

Цементации подвергают низкоуглеродистые и легированные стали, содержащие от 0,1 до 0,35% углерода. Поверхностные слои стали после цементации имеет переменную концентрацию углерода по толщине, убывающую от поверхности к поверхности к сердцевине детали. В связи с этим после медленного охлаждения в структуре цементованного слоя можно различить (начиная от поверхности) три зоны:

Заэвтектойдную, состоящую из перлита и вторичного цементита;

Эвтектойдную, состоящую из одного пластичного перлита;

Доэвтектойдную, состоящую из перлита и феррита.

Общая толщина цементованного слоя составляет 0.8…3.0 мм.

После цементации для получения необходимых свойств проводят термическую обработку-закалку с низким отпуском. В результате термической обработки поверхностный слой приобретает износостойкую структуру мартенсита с включением карбидов, а низкоуглеродистая сердцевина детали оказывается достаточно вязкой, получая мартенситно-ферритную структуру для легированной стали или ферритно-сорбитную для углеродистой стали. Чаще всего цементации подвергают шестерни различных механизмов с целью повышения их долговечности.

Азотирование заключается в диффузионном насыщении поверхностного слоя азотом в соответствующей среде. Перед азотированием стали подвергают термической обработке-закалки высокому отпуску.

Азотированию подвергаются легированные стали, содержащие хром, молибден, ванадий и другие элементы, способные образовывать с азотом очень твердые и термостойкие нитриды. Азотирование проводят при температуре 500…600 ˚С. Основная реакция, происходящая на поверхности детали, -реакция диссоциации аммиака:

NH3―›⅔H2+NAM

После азотирования сталь приобретает высокую твердость, износостойкость и коррозионную стойкость. По этим свойствам азотированные стали, превосходят цементованные. Однако азотированный слой хуже противостоит ударным нагрузкам и имеет более низкую контактную выносливость. Из-за большой длительности процесса (до 70ч) применение азотирования экономически целесообразно для обработки ответственных изделий, например, коленчатых валов автомобилей, гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, различных деталей арматуры и д.р.

Хромирование заключается в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали хромом при температуре 900.1300 ˚С в соответствующей среде. Хромирование обеспечивает повышенную жаростойкость стали до температуры 800 ˚С, высокие коррозионную и эрозионную стойкость. Хромированию подвергаются детали паросиловых установок, паропроводной арматуры, вентили, клапаны, патрубки. Для увеличения сопротивляемости коррозии хромированию подвергают трансформаторную сталь. При этом сталь дополнительно приобретает высокую жаропрочность.





Автор
Дата добавления 07.12.2015
Раздел Другое
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров196
Номер материала ДВ-236448
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх