Основные положения - раздел Образование, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Хто – Это Технологические Процессы Насыщения Поверхностного Слоя Деталей Каки...
ХТО – это технологические процессы насыщения поверхностного слоя деталей каким-либо химическим элементом, находящимся в атомарном состоянии при высокой температуре. В зависимости от насыщающего элемента они называются: цементация (при насыщении углеродом); борирование насыщение бором, кремнием – силицирование, алюминием-алитирование и др.
Целью ХТО является увеличение износостойкости, коррозионностойкости, выносливости, жаростойкости и др. свойств за счет изменения химического состава поверхностного слоя детали и его строения.
Цементация - это процесс насыщения углеродом поверхностного слоя деталей, изготовленных из малоуглеродистых (0,1-0,3% С) сталей, работающих в условиях поверхностного износа и испытывающих при этом динамические (ударные) или переменные нагрузки. К таким деталям относятся: зубчатые колеса, шейки валов, поршневые пальцы и др., изготавливаемые из сталей марок 10, 15, 20, 25, 30, 12ХН3А, 12Х2Н4, 15Г, 15Х, 15Н, 15ХФ, 15ХР, 20Г, 20Х, 20ХГР, 20ХН, 18ХГТ, 18Х2Н4В, 30ХГТ и др., т. е. таких сталей, которые в исходном (до цементации) состоянии не закаливаются или их нет смысла закаливать из-за недостаточной закаливаемости (твердости после закалки) или износостойкости. После цементации и последующей термообработки насыщенный углеродом поверхностный слой детали имеет высокую твердость и износостойкость и вязкую надежную сердцевину, хорошо выдерживающую динамические нагрузки.
Условия цементации:детали нагревают до t = 900 – 950 ºС в углеродсодержащей среде, которая называется карбюризатором. Выдержка при этой температуре из расчета на толщину цементированного слоя 0,5 - 2,0 мм и скорости цементации 0,1 мм/час, при твердой цементации (карбюризатор – гранулы древесного угля); 0,15 мм/час при газовой (газ типа Cn Н2n, Cn Н2n+1), 0,3 - 1,0 мм/час при жидкой (расплав солей). Температура нагрева выбрана не случайно, т. к. при такой температуре стали состоят из аустенита, который способен растворить большое количество углерода, (рис. 1). Обычно на поверхности детали содержание углерода после цементации составляет около 1,0% (рис. 2).
Рисунок 1 – Область цементируемых сталей (0,1…0,3)% С; - диапазон температур нагрева при цементации
Рисунок 2 - Микроструктура цементованного слоя: 1 – зона заэвтектоидной стали; 2 – зона эвтектоидной стали; 3 – зона доэвтектоидной стали; 4 – зона с исходной структурой
После цементации проводят термообработку детали – закалку и низкий отпуск при t = 150 - 200°С. Закалку проводят по одному из следующих режимов:
а) после газовой или жидкой цементации детали подстуживают до t = 780 - 800°С и затем закаливают. Этот режим применяют для наследственно мелкозернистых сталей;
б) остывшие после цементации детали нагревают до t=850-900°С и закаливают;
в) двойная закалка – первая с температуры нагрева t=850-900, вторая с t=760-800°С. Назначение первой – измельчить структуру сердцевины детали и разрушить цементитную сетку на поверхности, второй – измельчить структуру поверхности, добиться шаровидной формы цементита на поверхности.
Структура цементованного слоя после термообработки показана на рис. 3 и 4.
Рисунок 3 - Микроструктура цементованного слоя легированной стали после термообработки: полная закалка + низкий отпуск
Рисунок 4 - Микроструктура цементованного слоя легированной и углеродистой стали после термообработки: неполная закалка + низкий отпуск
Азотирование - это процесс насыщения поверхностного слоя детали азотом, который проводят при t = 500 - 650ºС в атмосфере с атомарным азотом, получаемым при распаде аммиака по реакции NH3® N + 3H.
Азотированию подвергаются готовые детали, изготовленные из легированных сталей (содержащих Cr, Мо, Аl, V, W, Ti, например, сталь 38Х2МЮА) и прошедшие окончательную термообработку (улучшение) и механическую обработку, с целью повышения их твердости, износостойкости, коррозионной стойкости, прочности.
После азотирования в сердцевине детали получается структура сорбита, полученная термообработкой до процесса азотирования, а поверхностный слой толщиной 0,01-0,6 мм (в зависимости от назначения) имеет микроструктуру, указанную на рис. 5. Скорость азотирования составляет примерно 0,01 мм/ч.
Достоинством азотированного слоя является сохранение твердости и износостойкости до температуры 600 - 650°С (те же свойства цементованного слоя сохраняются до t = 180 - 250°С).
Рисунок 5 – Микроструктура азотированного слоя
Цианирование - это процесс насыщения поверхностного слоя детали одновременно азотом и углеродом, который проводится с целью увеличения его твердости, износостойкости, прочности, коррозионной стойкости.
Режимы цианирования:
а) высокотемпературный – при t = 800 - 950°С, когда поверхность содержит 1,2 - 0,8% С и 0,2 - 0,3% N и детали требуют такой же термообработки, как и после цементации;
б) низкотемпературный – 500 - 600°С, когда поверхностный слой насыщается главным образом азотом, поэтому такому цианированию подвергают детали, уже прошедшие окончательную термическую и механическую обработку.
Департамент кадровой политики и образования... Челябинский государственный агроинженерный... университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Основные положения
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторных работ по разделам
«Материаловедение» и «Технология конструкционных
материалов»
Для студентов 1, 2 и 3 курсов фак
Основные положения
Углеродистая сталь - это многокомпонентный сплав железа с углеродом, содержащий 0,02...2,14% углерода и некоторое количество постоянных и случайных примесей.
Углеродистые стали широко прим
Стали и сплавы с особыми свойствами
Коррозионностойкие (нержавеющие) стали, ГОСТ 5632-72
обладают высокой стойкостью против коррозии в агрессивных средах (влажная атмосфера, кислоты, морская вода и т.п.), обязательно
Основные положения
В данной лабораторной работе изучаются следующие методы металлографического анализа:
1. Фрактография
2. Макроанализ
3. Микроанализ
Фрактография -
Основные положения
Твердость - это способность материала сопротивляться проникновению в него под статической нагрузкой другого, более твердого тела (наконечника) определенной формы и размеров.
Это опр
Основные положения
Сплав - это система, состоящая из нескольких компонентов.
Компоненты в сплаве могут группироваться, передвигаться, обмениваться энергией, но всегда стремятся занять равновесное (устойчивое
Общие положения
Линии диаграммы (критические температуры сплавов) означают изменение строения и свойств сплавов.
Две верхние линии (ликвидус и солидус) обозначают первичные превращения сплавов, т.е. измен
СТРУКТУРА ЧУГУНОВ
Цель работы:ознакомиться с обозначением, строением и свойствами фаз и структурных составляющих диаграммы состояния сплавов системы железоцементит; выполнить анализ
Основные положения
Метастабильная (неустойчивая) структура (сплошные линии диаграммы) получаются при быстром охлаждении чугунов, стабильная (пунктирные линии) - при медленном охлаждении (рис. 1).
Составляющи
Общие положения
Цветные металлы являются более дорогими и дефицитными по сравнению с черными металлами, однако область их применения в технике непрерывно расширяется.
К группе широко применяемых цветных м
Алюминий и его сплавы
Алюминий - один из наиболее легких конструкционных материалов; его плотность 2,7 г/см3. Технически чистый алюминий имеет относительно невысокую температуру плавления (657°), незначительн
Литейные алюминиевые сплавы
Предназначены для изготовления деталей методами фасонного литья (в земляные или металлические формы, под давлением и т.д.), имеют хорошие литейные свойства высокую жидкотекучесть, малую склонность
Медные сплавы
Различают две группы медных сплавов:
латуни - сплавы меди с цинком с добавками небольшого количества других элементов; бронзы - сплавы меди с другими элементами, среди котор
Магний и его сплавы
Магний относится к числу самых легких металлов, используемых в промышленности. Его плотность 1,47 г/см3, он в 1,6 раза легче алюминия и в 4,5 раза легче железа.
Магниевые сплавы
Объём требований
1. Каковы свойства чистого алюминия и область его применения?
Как классифицируются алюминиевые сплавы? Укажите марки, состав, свойства и область применения литейных и деформ
Основные положения
Антифрикционные материалы (АФМ) – материалы, обладающие низким коэффициентом. АФМ используют для изготовления втулок и вкладышей подшипников скольжения, широко применяемых в машинах и приборах из-з
Баббиты
Это мягкие (до 30 НВ) легкоплавкие (tпл = 240 - 320ºС) сплавы на основе олова или свинца. Обозначают их буквой Б, справа от которой ставятся цифры, показывающие процент олова или бу
Композиционные АФМ
Композиционный материал – композит-материал, получаемый объединением разнородных веществ в монолитную структуру.
Композиты получают методом прогрессивной малоотходной технологии – порошков
Неметаллические АФМ
К этой группе относятся пластмассы, углеграфиты, композиционные материалы на неметаллической основе, резины, древесина.
Пластмассы – материалы, изготовленные на основе полимеров, пр
Углеграфитовые материалы
Для узлов трения, работающих в газовых и жидких агрессивных средах в диапазоне температур от –200 до +2000ºС со смазкой и без смазки, широко используются углеграфитовые АФМ.
Графит –
Древесина
Древесина – природный полимерный материал растительного происхождения. Достоинства её как конструкционного материала: малый объемный вес, достаточно высокая удельная прочность и упругость, хорошая
Минералы
Естественные (агат), искусственные (рубин, корунд) минералы или их заменители ситаллы (стеклокристаллические материалы) применяются для миниатюрных подшипников скольжения – камневых опор прецизионн
ЗАКАЛКА
Это один из видов термической обработки. Как и любой процесс термообработки, она состоит из последовательности операций: нагрев до температуры закалки (tзак) – выдержка п
Основные положения
Отпуск стали – это заключительная операция термической обработки от правильности проведения которой зависит качество детали. При отпуске закаленная сталь нагревается ниже нижней критической точки А
Дефекты отпуска стали
Повышенная твёрдость стали наблюдается в результате отпуска при заниженной температуре или недостаточной выдержке. Повторный отпуск при соблюдении режима обеспечит снижение твердости до требуемого
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с сущностью отпуска, его видами и применением (по пособию).
2. Измерить твёрдость закаленных образцов, занести данные в таблицу 2.
3. Выбрать параметры различных в
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Цель работы: изучение способов химико-термической обработки стали (ХТО) и их назначение, изучение структур и свойств стали после ХТО и последующей термической обработки.
СТРУКТУРА НАПЛАВЛЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Цель работы: изучение структур наплавленных поверхностей и сварного соединения.
Оснащение рабочего места
1. Плак
Основные положения
Техническая характеристика сварного трансформатора ТД-300 (Т - трансформатор; Д – дуговой) «300» - максимальный из номинальных сварочный ток Iсв.mах = 300 А (из ном
ВОЛОЧЕНИЕ
Цель работы: изучение различных видов ОМД, практическое исследование производства проволоки методом волочения и явления наклепа (нагартовки).
Физические основы ОМД
При ОМД происходит деформация металла, т.е. смещение частей заготовки и маленьких объемов металла внутри заготовки – зерен (кристаллитов) благодаря перемещению атомов в результате действия внешних
Понятие о горячей и холодной ОМД
По температуре, при которой происходит обработка металлов, она делится на горячую и холодную. Границей между ними является температура рекристаллизации Тр:
Т
Горячая ОМД
Одним из многих параметров процесса ОМД, определяющих величину деформирующего усилия, является прочность металла. С увеличением температуры нагрева металла его прочность уменьшается (до нуля при ра
Холодная ОМД
При холодной ОМД свойства металла изменяются. Так, с увеличением степени деформации повышается прочность (sв) и твёрдость (НB) металла и уменьшается его пластичность (d и y). Это явление
Рекристаллизация
Нагрев наклёпанного (т.е. после холодной ОМД) металла до температуры t ³ tр, выдержка его в печи в течение времени, необходимого для восстановления пластичности металла до исходной,
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
- диапазон температур нагрева при цементации
Новости и инфо для студентов