рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Сутність, призначення та основні процеси, що відбуваються при хіміко-термічній обробці сталі

Сутність, призначення та основні процеси, що відбуваються при хіміко-термічній обробці сталі - раздел Философия, Сутність, призначення та класифікація видів Хіміко-Термічною Обробкою (Хто) Називають Технологічний Процес Дифузійного На...

Хіміко-термічною обробкою (ХТО) називають технологічний процес дифузійного насичення поверхневого шару деталей різними елементами. Різні види хіміко-термічної обробки застосовують для підвищення поверхневої твердості, контактної витривалості, стійкості до зношення, опору втомленості, а також для захисту від хімічної, електрохімічної та газової корозії.

При ХТО деталь розміщують у середовищі з високим вмістом елемента, який дифундує у метал. Процес насичення поверхневого шару металу цим елементом складається з трьох етапів.

На першому етапі відбуваються хімічні реакції у середовищі, в якому розміщена деталь, у результаті чого утворюються активні атоми елемента, який дифундує. Наприклад,

CH4 → Caт+2H2; (8.1)

На другому етапі процесу відбувається абсорбція або хемосорбція активних атомів поверхнею металу, в результаті чого дуже тонкий поверхневий шар насичується дифундуючим елементом, тобто відбувається процес абсорбції. Цей процес можливий тільки тоді, коли дифундуючий елемент здатний розчинятися в матеріалі деталі або утворювати з ним хімічні сполуки.

 
 

Третій етап – дифузійне проникнення елемента вглиб металу, що супроводжується утворенням твердих розчинів чи фазовою перекристалізацією. У результаті утворюється дифузійний шар зі змінною концентрацією дифундуючого елементу по перерізу (рис. 8.1).

 

Рис.8.1. Зміна концентрації дифундуючого елементу по переризу деталі: y – товщина дифузійного шару

Найбільш повільною ланкою ХТО є третій етап, тобто дифузійна стадія, коли формується структура і властивості поверхневого шару деталі.

Результати ХТО визначаються товщиною дифузійного шару та концентрацією насичуючого елементу у поверхневому шарі, а основними її технологічними параметрами є склад насичуючого середовища, температура та тривалість процесу.

Склад насичуючого середовища та температура визначають швидкість дисоціації сполук і утворення насичуючого елементу в атомарному вигляді. Температура, крім того, визначає швидкість дифузії насичуючого елемента в металі, яка залежить від коефіцієнту дифузії D.

Залежність коефіцієнта D від температури виражається рівнянням (8.2) і графіком (рис. 8.2).

; (8.2)

 
 

де A - коефіцієнт, який залежить від типу кристалічної гратки металу, що насичується; Q- енергія активації процесу дифузії; R- газова постійна; T- абсолютна температура.

 
Рис.8.2. Графік залежності коефіцієнта дифузії D від температури Т

Графік (рис. 8.2) показує, що коефіцієнт дифузії D зростає з підвищенням температури і, відповідно, тривалість ХТО суттєво залежить від температури процесу.

Тривалість процесу ХТО визначається потрібною товщиною дифузійного шару. При постійних параметрах процесу (температура, склад насичуючого середовища) збільшення товщини шару в часі підкоряється параболічному закону:

; (8.3)

Найбільш інтенсивно товщина дифузійного шару зростає на початку ХТО.

 
 

Рис.8.3.Графік залежності товщини дифузійного шару від тривалості процеса ХТО

Товщина дифузійного шару залежить також від характеру твердого розчину, що утворюється, складу оброблюваного металу і концентрації дифундуючого елементу на поверхні деталі. Чим вища його концентрація елементу на поверхні, тим більша товщина шару при даній температурі та тривалості процесу насичення. Швидкість дифузії атомів насичуючого елементу, який утворює з оброблюваним металом тверді розчини проникнення, значно вища, ніж при утворенні твердого розчину заміщення. Тому при насиченні сталі металами (Cr, Al, Si тощо), які утворюють із залізом тверді розчини заміщення, процес проводять при вищих температурах і більш тривалий час. При цьому отримують меншу товщину дифузійного шару, ніж при насиченні азотом і вуглецем, які утворюють із залізом тверді розчини проникнення. Дифузія елементів у гратці Feα відбувається легше, ніж у гратці Feγ, адже γ-залізо щільніше упаковане.

В залежності від насичуючого елементу хіміко-термічну обробку сталі поділяють на такі види: цементація, азотування, ціанування (нітроцементація), дифузійне насичення сталі металами і неметалами.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Сутність, призначення та класифікація видів

Сутність призначення та класифікація видів Термічної обробки Основними параметрами які... Технологією термічної обробки передбачається вибір операцій і режимів... Однією з основних задач при виборі режимів є прискорення процесів термообробки що може бути досягнуто зменшенням часу...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Сутність, призначення та основні процеси, що відбуваються при хіміко-термічній обробці сталі

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Термічної обробки
Термічна обробка – це сукупність операцій нагріву, витримки та охолодження сплаву, які проводяться за певним режимом, з метою зміни його будови та набуття ним необхідних властивостей. Осно

Перетворення в сталі при її нагріванні
Більшість структурних змін, що відбуваються при термічній обробці сталі, безпосередньо пов’язані з процесами, які мають місце при температурах, що відповідають лініям діаграми стану залізо-цементит

Перетворення, що відбуваються в сталі при її охолодженні
У відповідності з графіком термічної обробки (рис.6.1) після нагріву заготовки або деталі до необхідної температури, проводиться їх витримка при цій температурі для забезпечення прогріву і завершен

Перетворення, що відбуваються у сталі при відпусканні
При відпусканні сталі в ній відбуваються декілька процесів, які накладаються один на одного; основним з них є дифузійний розпад структур, отриманих після гартування - мартенситу і залишкового аусте

Відпалювання
В залежності від того, нагрівають сталь нижче чи вище температур фазових перетворень у твердому стані, розрізняють відпалювання першого роду (рекристалізаційне, для зняття внутрішніх залишкових нап

Нормалізація сталі
При нормалізації доевтектоїдну сталь нагрівають звичайно до температури вище точки Ас3, а заевтектоїдну вище точки Аст на 30…50 оС (рис.7.1), а потім охолоджують на повітрі

Гартування сталі
Гартування є поширеною операцією термічної обробки деталей машин і інструментів, її мета - надання матеріалу високої твердості і міцності шляхом утворення нерівноважних структур - мартенситу або бе

Відпускання
Призначення відпускання - зняти внутрішні залишкові напруги, які виникли в загартованій сталі, і одержати необхідні структуру та механічні властивості. Відпуск є найважливішою операцією термічної о

Термомеханічна обробка (ТМО) сталі
Термомеханічна обробка є методом обробки сталі, який забезпечує більш високі механічні властивості у порівнянні з характеристиками, що отримують при звичайному гартуванні і наступному відпусканні.

Цементація сталі
Цементація – це технологічний процес дифузійного насичення поверхневого шару стальних деталей вуглецем. Цементацію здійснюють для отримання твердої, стійкої до зношення поверхні,

Азотування сталі
Азотуванням називають процес дифузійного насичення поверхневого шару сталі азотом. Вперше був здійснений в 1913 р. М.П. Чижевським. Азотування проводять для підвищення твердості,

Ціанування (нітроцементація) сталі
  Ціануванням називають процес дифузійного насичення поверхневого шару стальних деталей одночасно вуглецем і азотом. Ціанування застосовують для підвищення поверхневої твердост

Дифузійне насичення металами (металізація) і неметалами.
Дифузійною металізацією називають процес дифузійного насичення сталі різними металами: алюмінієм, хромом, цинком. Проводять цей процес для отримання високої окалиностійкості, жаростійкості,

Тема 9. ЛЕГОВАНІ СТАЛІ
Легованими називають сталі, у складі яких є легуючі елементи. А легуючими називають елементи, які спеціально вводять в сталь для отримання певних властивостей. Основними легуючими елементами в стал

Вплив легуючих елементів на поліморфізм заліза і на ферит
  Усі легуючі елементи за впливом на поліморфізм заліза поділяють на дві групи. Елементи першої групи (Ni, Mn, C, N, Cu) підвищують точку А4 і знижують точку

Вплив легуючих елементів на перетворення в сталі
Вплив легуючих елементів на кінетику розпаду аустеніту. Легуючі елементи, що не утворюють карбіди в сталі (за виключенням Со), уповільнюють процес розпаду аустеніту, тобто зміщують С-

Класифікація та маркування легованих сталей
Леговані сталі можуть бути класифіковані за чотирма ознаками: за рівноважною структурою, за структурою після охолодження на повітрі (у нормалізованому стані), за хімічним складом і за призначенням.

Конструкційні леговані сталі
Конструкційні сталі в залежності від комплексу обробок для одержання оптимальних службових властивостей деталей, а також за призначенням поділяються на такі групи: 1) сталі, що цементуютьс

Інструментальні сталі
Інструментальні сталі поділяють на чотири типи: - пониженої прогартовуваності (переважно вуглецеві); - підвищеної прогартовуваності ( леговані); - штампові; - шв

Корозійностійкі (нержавіючі) сталі
Корозія - процес руйнування металу під дією зовнішнього середовища. За механізмом протікання розрізняють хімічну корозію, яка виникає під дією газів чи неелектролітів (нафта), і електрохімічну, що

Алюміній і сплави на його основі
Алюміній – один з найбільш легких металів. Його атомний номер 13, атомна маса 26,97, кристалічна гратка – гранецентрована кубічна з параметром а=0,4041 нм, густина g=2700 кг/м3, т

Деформівні алюмінієві сплави
Сплави, що деформуються, поділяються на сплави, які зміцнюються термічною обробкою, і на ті, що не зміцнюються термічною обробкою. До деформівних алюмінієвих сплавів, що не зміцнюються тер

Ливарні алюмінієві сплави
Згідно ДСТУ 2839-94 всі алюмінієві ливарні сплави поділяють на п’ять груп. Сплави першої групи, які містять 6...13 % кремнію, називають силумінами. Більшість силумінів – це д

Магній та його сплави
Магній – найлегший конструкційний метал з атомним номером 12, атомною масою 24,32, ГЩУ–граткою, густиною 1700 кг/м3, температурою плавлення tпл=650оС, механічними властивостям

Титан і його сплави
Титан – сріблясто-білий метал з атомним номером 22, атомною масою 47,9, густиною g=4505 кг/м3, температурою плавлення tпл=1672оС. Розрізняють дві поліморфні моди

Сплави на основі титану
Сплави титану крім основного металу й домішок можуть містити легуючі елементи: алюміній, молібден, ванадій, хром, марганець, залізо, тантал, ніобій, цирконій, олово, мідь, вольфрам, кремній, нікель

Мідь і її сплави
Мідь – метал червоного, а у зломі - рожевого кольору. Її атомний номер 29, атомна маса 63,54, температура плавлення 1083оС, густина 8940 кг/м3. Мідь має гранецентровану

Олов’яні бронзи
Олов’яні бронзи – найстаріші з металевих сплавів. Структура двокомпонентних олов’яних бронз у рівноважному стані визначається діаграмою стану Cu-Sn (рис. 9.4). При їх кристал

Алюмінієві бронзи
Алюмінієві бронзи – це сплави міді з алюмінієм, які додатково можуть бути леговані нікелем, марганцем, залізом та іншими елементами. Вони мають добрі технологічні і механічні властивості та

Берилієві бронзи
Берилієві бронзи – це сплави міді з берилієм. Вони характеризуються високими механічними, зокрема, пружними властивостями, стійкістю проти корозії. У промисловості застосовують берилієві бро

Підшипникові (антифрикційні) сплави
Підшипниковими називають сплави, із яких виготовляють вкладиші підшипників ковзання. До підшипникових сплавів висувають ряд вимог. Вони повинні мати: - низький коефіцієнт тертя з матеріало

Пластичні маси 11.1.1. Пластичні маси, їх властивості та склад
Пластичні маси (пластмаси) - це штучні неметалеві матеріали, що одержують на основі високомолекулярних з'єднань (полімерів). Пластмаси мають багато цінних якостей, завдяки чому їх питома вага у маш

Гумові матеріали
Гумою називається продукт спеціальной обробки (вулканізації) суміші каучука і сірки з різними добавками. Гума має такі характерні властивості: – висока еластичність – відносне видовження д

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги