Что представляет собой химико-термическая обработка?
Химико-термической обработкой (ХТО) называют процесс, сочетающий в себе поверхностное насыщение стали тем или иным элементом при высокой температуре и термическое воздействие, в результате которых происходит изменение химического состава, микроструктуры и свойств поверхностных слоев деталей.
Какие процессы ХТО вы знаете? Химико-термическая обработка включает в себя цементацию, азотирование, цианирование, алитирование, силицирование и т. д.
Охарактеризуйте процесс насыщения поверхностного слоя?
Насыщение поверхностного слоя происходит при нагреве детали до определенной температуры в среде, легко выделяющей насыщающий элемент в активном состоянии, и выдержке при этой температуре. Среды, выделяющие насыщающий элемент, могут быть газообразными, жидкими и твердыми.
Основные элементарные процессы химико-термической обработки следующие:
9.1.Диссоциация – выделение насыщающего элемента в активном атомарном состоянии в результате разложения исходных веществ: 2СО→СО2+С; 2NH3 →3Н2+2N и т.д.
9.2.Абсорбция – захват поверхностью металла свободных атомов насыщающего элемента. Развитию процесса абсорбции способствует возможность диффундирующего элемента образовывать с основным металлом твердые растворы и химические соединения.
9.3.Диффузия – проникновение насыщающего элемента в глубь металла. В результате абсорбции химический состав поверхностного слоя меняется, при этом создается градиент концентраций насыщающего элемента в поверхностных и нижележащих слоях. Диффузия протекает легче при образовании твердых растворов внедрения (С, N), чем твердых растворов замещения (Al, Cr, Si). Поэтому при диффузионной металлизации процесс ведут при более высоких температурах.
|
|
|
В чем отличие ХТО от поверхностной закалки?
В отличие от поверхностной закалки при ХТО разница в свойствах достигается изменением не только структуры металла, но и его химического состава.
Охарактеризуйте цементацию.
Цементацией называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стальных деталей углеродом. Цель цементации – достижение высокой твердости и износостойкости поверхности детали в сочетании с вязкой сердцевиной. На цементацию поступают механически обработанные детали с припуском на шлифование. В тех случаях, когда цементации подвергается только часть детали, остальные участки защищают либо большим припуском, который после цементации снимают, либо специальными огнеупорными обмазками, либо тонким слоем меди, нанесенным электролитическим путем. Цементации подвергают стали с низким содержанием углерода (0,1-0,2%). После цементации на поверхности концентрация углерода достигает 1,0%. Глубина цементированного слоя обычно лежит в пределах 0,5-2,5 мм. Для достижения высокойповерхностной твердости и вязкой сердцевины после цементации всегда проводят закалку с низким отпуском.
|
|
|
Какие виды цементации различают? Охарактеризуйте их.
Различают два основных вида цементации: в твердой и газовой средах. Твердая цементация проводится в специальных стальных ящиках, в которых детали укладывают попеременно с твердым карбюризатором. В качестве карбюризатора – твердой средой, поставляющей углерод к поверхности детали, используют дубовый и березовый древесный уголь и активизаторы BaCO3 или Na2CО3. Ящики закрывают крышками и замазывают огнеупорной глиной для предотвращения утечки газов. Процесс цементации проводят выше Ас3 (обычно 910-930 ºC), когда сталь находится в аустенитном состоянии, которое характеризуется высокой растворимостью углерода. При нагреве идут реакции:
2С+О2 → 2СО; BaCO3+С→BaO+2CO; 2СО→СО2+С.
Образующиеся активные атомы углерода диффундируют в решетку γ-железа.
В процессе газовой цементации стальные детали нагревают в газовых смесях, содержащих СО, СH4 и др. Газовая цементация проходит быстро, так как не требует времени на прогрев ящика и карбюризатора. Слой толщиной 1 мм образуется за 6-7 ч.
|
|
|
Какие стали подвергают цементации? Какова структура цементированного слоя?
Цементации подвергают стали с низким содержанием углерода (0,1-0,2%). Глубина цементированного слоя обычно лежит в пределах 0,5-2,5 мм. Полученный в результате цементации наружный слой содержит более более 0,8% углерода и имеет структуру заэвтектоидных сталей –перлит и вторичный цементит. Глубже лежит слой эвтектоидного состава с перлитной структурой, а далее –слой с феррито-перлитной структурой. Для достижения высокой поверхностной твердости и вязкой сердцевины после цементации проводят закалку с низким отпуском. После такой термообработки поверхностный заэвтектоидный слой имеет структуру отпущенного мартенсита, а сердцевина из-за низкой прокаливаемости имеет феррито-перлитную структуру.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 215; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!