Термохимическая обработка - раздел Физика, Свойства пластически деформированных металлов Назначение И Виды Химико-Термической Обработки
...
Назначение и виды химико-термической обработки
Химико-термической обработкой называется процесс поверхностного насыщения стали различными элементами путем их диффузии из внешней среды при высокой температуре. Цель химико-термической обработки — поверхностное упрочнение металлов и сплавов и повышение их стойкости против воздействия внешних агрессивных сред при нормальной и повышенных температурах.
Процессы химико-термической обработки состоят из трех стадий:
- диссоциации, которая заключается в распаде молекул и образовании активных атомов диффундирующего элемента;
- адсорбции, т. е. контактирования атомов диффундирующего элемента с поверхностью стального изделия и образования химических связей с атомами металла;
- диффузии, т. е. проникновения насыщающего элемента в глубь металла.
Скорость диффузии (коэффициент диффузии) при проникновении диффундирующих атомов в решетку растворителя будет выше, если при взаимодействии образуются твердые растворы внедрения, и значительно ниже, если образуются твердые растворы замещения.
Концентрация диффундирующего элемента на поверхности зависит от притока атомов этого элемента к поверхности и от скорости диффузионных процессов, т. е. отвода этих атомов в глубь металла. Чем выше концентрация диффундирующего элемента на поверхности детали, тем больше толщина слоя. Чем выше температура процесса, тем больше скорость диффузии атомов, а, следовательно, возрастает толщина диффузионного слоя.
Границы зерен являются участками, где диффузионные процессы облегчаются из-за наличия большого числа дефектов кристаллического строения. Если растворимость диффундирующего элемента в металле мала, то часто наблюдается преимущественная диффузия по границам зерен. При значительной растворимости диффундирующего элемента в металле роль пограничных слоев уменьшается. В момент фазовых превращений диффузия протекает быстрее.
- толщина диффузионного слоя
- время ТХО
- энергия активации диффузии
Различают следующие виды химико-термической обработки: цементацию, азотирование, цианирование (нитроцементацию) и т. д.
Цементация
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных изделий углеродом. Цементация осуществляется с целью получения высокой твердости на поверхности изделия при сохранении вязкой сердцевины, она способствует повышению износостойкости и предела выносливости.
Цементации подвергают детали из низкоуглеродистых сталей (содержание углерода до 0,25%), работающие в условиях контактного износа и знакопеременных нагрузок (втулки, поршневые пальцы, кулачки, колонки и т. д.).
Для цементации детали поступают после механической обработки с припуском на шлифование 0,05— 0,10 мм. Участки, не подлежащие цементации, защищают тонким слоем меди (0,02—0,04 мм), наносимым электролитическим способом, или специальными обмазками, состоящими из смеси огнеупорной глины, песка и асбеста, замешанных на жидком стекле, и др.
Цементация осуществляется при температурах 900—950°С. Чем меньше углерода в стали, тем выше температура нагрева для цементация. При этих температурах атомарный углерод адсорбируется на поверхности стали и диффундирует в глубь металла. В результате цементации содержание углерода в поверхностном слое составляет 0,8—1,0%. Более высокая концентрация углерода способствует охрупчиванию цементованного слоя.
Цементованный слой имеет переменную концентрацию углерода по толщине, которая уменьшается от поверхности к сердцевине. В связи с этим после медленного охлаждения в структуре цементованного слоя можно различить три зоны: заэвтектоидную, состоящую из перлита и цементита вторичного; эвтектоидную, состоящую из перлита; доэвтектоидную, состоящую из перлита и феррита.
За толщину цементованного слоя обычно принимают сумму заэвтектоидной, эвтектоидной и половины доэвтектоидной зон. Обычно толщина слоя для большинства стаей составляет 0,8—1,4 мм.
Различают два вида цементации: твердую и газовую. Среда, в которой проводят цементацию, называется карбюризатором.
На сайте allrefs.net читайте: "Свойства пластически деформированных металлов"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Термохимическая обработка
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Люкс-амперная характеристика фоторезистора
Фотоэлементы с p-n-переходом
При освещении p-n-перехода в нем возникает э. д. с. Это явление используется в фотоэлементах с запирающим слоем, которые могут служить
Механические свойства материалов
Из всех свойств, которыми обладают твердые тела, наиболее характерными являются механические свойства — прочность, твердость, пластичность, износостойкость и др. Именно благодаря э
Кристаллизация металлов
Переход металла из жидкого или парообразного состояния в твердое с образованием кристаллической структуры называется первичной кристаллизацией. Образование новых кристаллов в тве
Кривые охлаждения металла
При большом объеме жидкого металла выделяющаяся при кристаллизации теплота повышает температуру практически до равновесной (кривая а); при малом объеме мет
Схемы установок для выращивания монокристаллов
Метод Чохральского (рис. б) состоит в вытягивании монокристалла из расплава. Для этого используется готовая затравка 2 - небольшой образец, вырезанный из монокристалла по возможнос
Влияние нагрева на структуру и свойства металлов
Процессы, происходящие при нагреве, подразделяют на две основные стадии: возврат и рекристаллизацию; обе стадии сопровождаются выделением теплоты и уменьшением свободной энергии.
Термическая обработка металлов и сплавов
Определения и классификация
Термической обработкой называют технологические процессы, состоящие из нагрева и охлаждения металлических изделий с целью изменения их с
Цементация в твердой среде
Карбюризатором является активированный древесный уголь (дубовый или березовый), а также каменноугольный полукокс и торфяной кокс. Для ускорения процесса к древесному углю добавляют активизаторы —
Газовая цементация
В настоящее время газовая цементация является основным процессом цементации на заводах массового производства. При газовой цементации сокращается длительность процесса, так как отпадает необходим
Способы литья
Литье в землю
Недостатки этого метода заключаются в том, что поверхность детали получается шероховатой, охлаждение детали происходит очень медленно, то есть произво
Снижение себестоимости
Перечисленные выше преимущества литья в кокиль приводят к снижению себестоимости отливок из цветных сплавов.
Кроме того, при литье в кокиль облегчается очистка и обрубка литья, значительно
Высокая прочность
Благодаря быстрому охлаждению отливки приобретают мелкозернистую структуру и повышенную прочность. Чем меньше толщина стенки отливки, тем больше ее прочность.
По сравнению
Конструкционные материалы
Общие требования, предъявляемые к конструкционным материалам
Конструкционными называют материалы, предназначенные для изготовления деталей машин, приборов, инжене
Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом
Железо и углерод — элементы полиморфные. Железо с температурой плавления 1539°С имеет две модификации - α и γ. Модификация Feα, существует при температурах до 911°С и от
Влияние легирующих элементов на механические свойства сталей
Легирующие элементы вводят для повышения конструкционной прочности стали. Легированные стали производят качественными, высококачественными или особовысококачественными. Их применяют после закалк
Цветные сплавы
Медные сплавы
Свойства меди. Медь металл красновато-розового цвета; кристаллическая ГЦК решетка, полиморфных превращений нет. Медь менее тугоп
Органические полимеры
Органическими называют обширный класс веществ, содержащих в своей основе углерод. Кроме углерода в этих веществах содержится обычно водород, кислород, азот, сера, фосфор. Соединен
Неорганические материалы
К неорганическим полимерным материалам относятся минеральное стекло, ситаллы, керамика и др. Этим материалам присущи негорючесть, высокая стойкость к нагреву, химическая сто
Кристаллическая решетка графита
В узлах каждой ячейки располагаются атомы углерода. Межатомное расстояние равно 0,143 нм. Между атомами действуют силы прочной ковалентной связи. Отдельные плоскости расположены на
Керамика на основе чистых оксидов
В производстве оксидной керамики используют в основном следующие оксиды: А12О3 (корунд), ZrO2, AlgO, CaO, BeO. Структура керамики однофазная поликристаллическая. К
Бескислородная керамика
К тугоплавким бескислородным соединениям относятся соединения элементов с углеродом — карбиды, с бором — бориды, с азотом — нитриды, с кремнием — силициды и с серой — сульфиды. Эти соединения отлич
Композиционные материалы
Композиционные материалы с металлической матрицей
Композиционные материалы состоят из металлической матрицы, упрочненной высокопрочными волокнами (волокнистые матер
Скорость диффузии (коэффициент диффузии) при проникновении диффундирующих атомов в решетку растворителя будет выше, если при взаимодействии образуются твердые растворы внедрения, и значительно ниже, если образуются твердые растворы замещения.
- толщина диффузионного слоя
Новости и инфо для студентов