Д-17 (d-17_korrektirovka_Avtosokhranenny)

Посмотреть архив целиком

Цементуемые стали – низкоуглеродистые стали с содержанием углерода 0,08…0,25%, что обеспечивает получение вязкой сердцевины. Для некоторых высоконагруженных деталей (зубчатые колеса и др.) содержание углерода в стали может быть повышено до 0,35%. При легировании цементуемых конструкционных сталей, как правило, осуществляется комплексное легирование несколькими элементами. Например, стали 18ХГТ, 30ХГТ, 20ХГР, 12ХН3А, 18Х2Н4МА. Теплостойкие сложнолегированные стали сохраняют высокую твердость поверхности до 300ºС

Азотирование – процесс диффузионного насыщения азотом поверхностной зоны деталей при температуре 500…600ºС. До азотирования детали подвергают закалке, высокому отпуску (улучшению) и чистовой обработке. Азотирование конструкционных сталей проводят для повышения их твердости, износостойкости, теплостойкости и коррозионной стойкости. Высокая твердость и износостойкость азотируемых конструкционных сталей обеспечивается нитридами легирующих элементов (CrN, MoN, AlN), однако из-за наличия углерода при азотировании фактически образуются карбонитридные фазы. Азотирование повышает теплостойкость конструкционных легированных сталей. Например, рабочие температуры азотируемых деталей из сталей 38Х2МЮА составляют 400…490ºС. Поэтому остановим свой выбор на марке 38Х2МЮА, кроме этого эта сталь относится группе комплекснолегированных сталей, у которых Дкр превышает 40 мм. Изностойкость азотированных деталей 2-3 раза выше цементованных.


Превращения в закаленной стали при высоком отпуске (6600С)

Первое превращение при отпуске развивается в диапазоне температур 80…2000С и приводит к формированию структуры отпущенного мартенсита- смеси пересыщенного углеродом α- раствора и когерентных с ним частиц ε-карбида. В результате этого существенно уменьшается степень тетрагональности мартенсита( часть углеродавыделяется в виде метастабильного ε-карбида, уменьшается его удельный объем, снижаются остаточные напряжения.

Второе превращение при отпуске развивается в интервале температур 200…3000С и состоит из следующих этапов.

1) превращение остаточного аустенита в отпущенный мартенси;

2)распад отпущенного мартенсита : степень его пересыщенности уменьшается до 0,15…0,25, начинается преобразование ε-карбида в Fe3C – цементит и его обособление, разрыв когерентности;

3) cснижение остаточных напряжений ;

4) некоторое увеличение объема, связанного с переходом остаточного аустенита в мартенсит отпуска.

Третье превращение развивается в интервале температур 300…4000С. при этом заканчивается распад отпущенного мартенсита и процесс карбидообразования. Формируется ферритно-карбидная смесь, существенно снижаются остаточные напряжения; повышение температуры отпуска выше 4000С активизирует процесс коалесценции карбидов, что приводит к уменьшению дисперсности ферритно-цементной смеси. В стали 38Х2МЮА после полной закалки и высокого отпуска образуется структура сорбита отпуска.

Структуру стали после высокого отпуска называют сорбитом отпуска.

Известно, что при азотировании в печном пространстве в результате диссоциации аммиака по реакции


2NH3=N2+3H2

(1)


образуется насыщающая атмосфера, состоящая из азота, водорода и оставшегося аммиака.


Переход азота из газовой атмосферы в металл осуществляется благодаря протеканию на поверхности деталей следующей вероятностной реакции:


NН3 3/2/H2+N, N+FeFe (N)

(2)

Водород рассматривался как вредная составляющая атмосферы, так как ухудшает свойства еще не азотированной поверхности и деазотирует уже обработанную поверхность.

По мере насыщения железа азотом при температуре ниже 590 °С сначала образуется α-твердый раствор внедрения азота в железо

Fe + NH3 Feα(N) + 3/2/H2,,

затем слой γ'(γ’-нитрид (Fe4N )фазы с ГЦК- решеткой и упорядоченным расположением атомов азота в центрах элементарных ячеек.


4 Feα(N) + NH3 Fe4N + 3/2/H2

.

Обычно процесс азотирования завершается образованием на поверхности слоя ε-фазы (Fe2-3N) с ГП- решеткой и упорядоченным расположением атомов в широком интервале концентраций азота.


Fe4N + NH3 2Fe2-3N + 3/2/H2.

При медленном охлаждении после азотирования вследствие перемен-

ной растворимости азота в α- и ε- фазах происходит выделение избыточной

γ'в т-фазы, и структура азотированной зоны от поверхности к сердцевине становится следующей: (ε + γ'вт) → γ' → (α + γ'вт) → α.

При азотировании углеродистых сталей с увеличением содержания уг-

лерода уменьшается скорость диффузии азота и возможно образование кар-

бонитридных фаз.

Азотированная сталь, имеющая на поверхности слой ε-фазы, коррози-

онно- стойка в воде и в атмосферных условиях. В системе Fе–N ε- и

γ'-фазы имеют сравнительно невысокую твердость, соответственно, 4 500 НV и 5 500 НV. Значительно большая твердость достигается при азотировании

специально легированных сталей – нитраллоев, которые содержат более ак-

тивные нитридообразующие элементы: Сr, Мо, А1, .

Легирование изменяет состав фаз и температурные границы их образования. При изотермической выдержке в процессе азотирования могут образовываться двухфазные слои в диффузионной зоне.

Установлено, что при азотировании упрочнение α-фазы в легированных сталях происходит по механизму старения пересыщенных твердых растворов. При образовании полностью когерентных зародышей нитридной фазы в α-фазе легированных сталей наблюдается максимальная твердость.

Высокие твердость и износостойкость получаются после азотирования

легированной стали 38Х2МЮА. Комплексное легирование хромом,

алюминием и молибденом позволяет повысить твердость азотированного слоя до12 000 НV.

Молибден также устраняет отпускную хрупкость, которая может возникнуть при медленном охлаждении от температуры азотирования. При

обычном азотировании стали 38Х2МЮА диффузионную зону толщиной

около 0,5 мм получают при 500–520 °С за 55 ч выдержки.

После указанной термообработки твердость в середине детали НВ 269, на поверхности HV 850-1050

См. справочник Машиностроительные стали В.Н. Журавлев и Г.И. Николаева, М, 1966 г.


Случайные файлы

Файл
14348-1.rtf
151870.rtf
30102-1.rtf
100627.rtf
47800.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.