КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Цементация стали
Под цементацией понимают процесс насыщения поверхности углеродом. Ее целью является получение твердой и износостойкой поверхности. Цементации обычно подвергают низкоуглеродистые стали, содержащие 0,1…0,18 (иногда до 0,30) % С. После обработки поверхностные слои содержат 0,8…1,0 % С, а сердцевина изделий остается вязкой. На цементацию детали обычно поступают после механической обработки. Если цементации следует подвергать часть поверхности детали, то нецементируемые участки защищают тонким слоем меди или изолируют специальными обмазками, состоящими из смеси огнеупорной глины, песка и асбеста, замешанных на жидком стекле или других связках. Цементацию проводят в области существования аустенита из-за малой растворимости углерода в феррите. Как правило, цементацию осуществляют при температурах 920…950 °С. Когда активность углерода в газовой фазе велика, концентрация растворенного углерода в аустените достигает предела насыщения (определяемого на диаграмме линией SE) и на поверхности изделий образуется слой цементита. В реальных условиях слой цементита на поверхности образуется очень редко и обычно цементованный слой состоит из аустенита почти насыщенного углеродом при температуре цементации. При охлаждении он распадается на феррит и цементит. Практически всегда в цементованном слое концентрация углерода убывает от поверхности к сердцевине изделия. У поверхности имеется заэвтектоидная зона, состоящая из перлита и вторичного цементита. Эта зона постепенно переходит в эвтектоидную - состоящую из пластинчатого перлита и, наконец, в доэвтектоидную зону, состоящую из перлита и феррита. В этой зоне доля феррита возрастает по мере приближения к сердцевине.
Хотя обычно средняя концентрация углерода в поверхностном слое и составляет 0,8…1,0 % С, иногда для повышения сопротивления контактной усталости ее повышают до 1,1…1,2 %. Более высокое содержание углерода нецелесообразно, так как при этом повышается хрупкость цементованного слоя. Если цементируют стали, легированные карбидообразующими элементами, то может образовываться двухфазный слой, состоящий из аустенита и глобулярных карбидов. Несмотря на то, что концентрация углерода в легированном аустените ниже, чем в обычном, средняя концентрация углерода в сталях, легированных хромом, марганцем, вольфрамом, молибденом и ванадием достигает 1,8…2 %. На скорость диффузии легирующие элементы влияют неодинаково. Так, например, вольфрам и хром ее уменьшают, а никель - увеличивает. Поэтому вольфрам и хром, повышая концентрацию углерода в поверхностных слоях изделий, уменьшают их толщину. Никель, наоборот, снижает концентрацию углерода и увеличивает толщину диффузионного (цементованного) слоя. Марганец почти не влияет на коэффициент диффузии углерода в аустените, но увеличивает его в легированном цементите, повышая глубину упрочненного слоя. Цементируют стальные изделия различными методами. При цементации в твердом карбюризаторе источником углерода является активированный уголь, каменноугольный полукокс или торфяной кокс. Для ускорения цементации и регулирования состава поверхностных слоев в шихту добавляют активизаторы, которыми служат углекислый барий (ВаСО3) и кальцинированная сода (Na2СО3). Содержание Ва2СО3 в смеси составляет 20…25 %. Для предотвращения спекания частиц карбюризатора к шихте добавляют также СаСО3 в количестве 3…5 %. Выдержка при температуре цементации (920…950 °С) зависит от требующейся толщины цементованного слоя, и как правило, для слоя толщиной 0,7…0,9 мм она колеблется от 6 до 8 ч, а для слоя в 1,2…1,5 мм - от 9 до 14 ч. Для наследственно мелкозернистых сталей с целью ускорения цементации температуру повышают до 950…1000 °С. Газовую цементацию проводят путем нагрева изделия в среде газов, содержащих углерод. В качестве карбюризатора чаще всего используют природный газ.
Газоваяцементация имеет преимущества перед цементацией в твердом карбюризаторе, так как позволяет получить не только заданную концентрацию углерода, но и обеспечивает большую равномерность толщины слоя, что позволяет уменьшить длительность обработки. При газовой цементации процесс можно автоматизировать. Кроме того, упрощается последующая термическая обработка изделий, поскольку не требуется извлечения деталей из карбюризатора и имеется возможность проводить закалку непосредственно из цементационной печи. В последние годы начинают также развиваться методы жидкостной цементации с использованием солевых расплавов и наложением процессов электролиза. Для цементации используют барботируемые жидкости, скорость цементации в которых в 3…5 раз выше, чем в твердых карбюризаторах. При электрохимико-термической обработке также значительно ускоряются многие процессы насыщения.
Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 786; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |