- •Тема 1. Загальна характеристика термічної обробки
- •Класифікація видів термічної обробки
- •Основні положення теорії термічної обробки
- •Тема 2. Аналіз діаграм стану сплавів
- •Типи взаємодії між компонентами сплаву
- •Типові діаграми стану сплавів
- •Зв’язок діаграм стану з властивостями сплавів
- •Тема 3. Структура основних промислових сплавів
- •Залізовуглецеві сплави
- •Структура сталей.
- •Структура чавунів.
- •Тема 4. Технологія і режими термічної обробки
- •Загальні положення
- •Гартівні середовища
- •3. Загартовуваність і прогартовуваність
- •Тема 5. Способи та режими термічної обробки
- •Відпал першого роду
- •2. Відпал другого роду
- •3. Гартування і відпуск
- •4. Термомеханічна обробка (тмо)
- •Тема 6. Хіміко-термічна обробка металів і сплавів
- •1. Загальні положення хіміко-термічної обробки
- •Цементація
- •Азотування
- •Ціанування (нітроцементація) сталей
- •Дифузійне насичення металами і неметалами
- •Дефекти і брак при термічній обробці
-
Азотування
Це процес дифузійного насичення поверхневого шару деталей, виготовлених з легованих середньовуглецевиж сталей азотом. До групи азотуємих відносять леговані сталі, з легуючими елементами яких азот утворює нітриди (типу Сr2М; АlN; Мо2N) більш тверді, ніж нітриди заліза. Такі сталі ще називають нітралоями. Найбільш (ефективним виявляється азотування для сталей 38Х2МЮА; 35ХМА; 38Х2Ю; 3Х2В8. Азотуванню піддають гільзи циліндрів ДВЗ, деталі турбін, інструмент, колінчасті вали.
Метою азотуваня є досягнення високої твердості, зносостійкості, втомленої міцності і корозійної стійкості поверхневого шару деталей. Досягається це за рахунок високої твердості нітрідів легуючих елементів, які утворюються в процесі азотування.
Технологія проведення азотування полягає в довготривалій витримці (до 60 годин) деталей в атмосфері аміаку при температурі 500 - 600°С (низькотемпературне азотування). Глибина азотованого шару 0,3...0,6 мм. Сталі феритного і аустенітного класів і тугоплавкі метали (Мо, Ті і ін.) підлягають високотемпературному азотуванню при Т=600...1200°С. Дисоціація аміаку при високій температурі відбувається по реакції:
.
Азот, що виділяється, адсорбується поверхнею металевих деталей і дифундує в його кристалічну решітку, утворюючи азотисті фази (Fе4N ; Fе2N і т.п.).
Для підвищення якості азотованого шару і скорочення часу процесу в 2-3 рази в останні роки застосовують іонне азотування. Для цього в спеціальних контейнерах під дією різниці потенціалів і підвищеному тиску проводиться бомбардування поверхні деталі позитивними іонами газу, які насичують поверхню деталі, а потім дифундують в глибину.
Після азотування твердість поверхневого шару вище ніж після цементації і досягає HRC 70 МПа, (НV12000) зберігаючи свою твердість до температур 400...600°С. Товщина азотованого шару невелика і сягає 0,25...0,75 мм в залежності від тривалості процесу.
Азотуванню піддають готові вироби, які пройшли механічну і завершувальну термічну обробку (гартування і високий відпуск з Т=600...675°С).
Після такої термообробки метал отримує структуру сорбіту, яка має високу твердість і в'язкість. Ця структура зберігається в серцевині деталі і після азотування. Висока міцність металічної основи сприяє тому, що тонкий і крихкий шар азотованої поверхні не продавлюється при роботі. Висока твердість після азотування досягається зразу і деталь не потребує подальшої термообробки. Це є важливою перевагою цього процесу. Азотовані поверхні мають високу корозійну стійкість.
Використовують також рідинне азотування (теніфер-процес) в розплавах ціаністих солей при Т=570°С. На протязі 0,5...3 годин досягається глибина шару 150...500 мкм. При твердості від HRC 30 до HRC 68 (НV 6000....-11000). При рідинному азотуванні підвищується зносостійкість поверхні і межа витривалості. Недоліком рідинного азотування є його висока вартість і токсичність процесу. Тому його більше застосовують в серійному виробництві.
Оскільки для азотування застосовують дорогі леговані сталі, то і використовують цей вид обробки для більш відповідальних деталей з високими вимогами до якості поверхні.