Химико-термическая обработка стали. Назначение, виды и общие закономерности. Диффузионное насыщение сплавов металлами и неметаллами

Химико-термической обработка (ХТО) - обработка с сочетанием термического и химического воздействия для изменения состава, структуры и свойств поверхностного слоя детали в необходимом направлении, при котором происходит поверхностное насыщение металлического материала соответствующим элементом (С, Т, В, Аl, Сг, Si, Т и др.) путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды при высокой температуре.

ХТО металлов и сплавов как с целью их поверхностного упрочнения, так и для зашиты от коррозии повышает надежность и долговечность деталей машин.

ХТО включает основные взаимосвязанные стадии:

1) образование активных атомов в насыщающей среде и диффузию их к поверхности обрабатываемого металла;

2) адсорбционно-образовавшихся активных атомов поверхностью насыщения;

3) диффузионно-перемещение адсорбированных атомов внутри металла. Развитие процесса диффузии приводит к образованию диффузионного слоя - материала детали у поверхности насыщения, отличающегося от исходного по химическому составу, структуре и свойствам.

Материал детали под диффузионным слоем, не затронутый воздействием насыщающей активной среды, называется сердцевиной. Общая толщина диффузионного слоя - кратчайшее расстояние от поверхности насыщения до сердцевины. Эффективная толщина диффузионного слоя - кратчайшее расстояние от поверхности насыщения до мерного участка, которое отличается установленным предельным номинальным значением базового параметра.

Базовый параметр диффузионного слоя - параметр материала, служащий критерием изменения качества в зависимости от расстояния от поверхности насыщения. Переходная зона диффузионного слоя - прилегающая к сердцевине внутренняя часть диффузионного слоя, протяженность которой определяется разностью общей и эффективной толщин.

Этап ХТО - диффузия. В металлах при образовании твердых растворов замещения диффузия в основном происходит по вакансионному механизму. При образовании твердых растворов внедрения реализуется механизм диффузии по междоузлиям.

Цементация стали - ХТО, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом при нагревании в карбюризаторе, проводят при 930-950 °C, когда устойчив аустенит, растворяющий углерод в больших количествах.

Для цементации используют низкоуглеродистые, легированные стали. Детали поступают на цементацию после механической обработки с припуском на шлифование.

Основные виды цементации - твердая и газовая. Газовая цементация является более совершенным технологическим процессом, чем твердая. В случае газовой цементации можно получить заданную концентрацию углерода в слое; сокращается длительность процесса; обеспечивается возможность полной механизации и автоматизации процесса; упрощается термическая обработка деталей.

Термическая обработка необходима чтобы: исправить структуру и измельчить зерно сердцевины и цементованного слоя; получить высокую твердость в цементованном слое и хорошие механические свойства сердцевины. После цементации термическая обработка состоит из двойной закалки и отпуска. Недостаток такой термообработки - сложность технологического процесса, возможность окисления и обезуглероживания.

Заключительная операция - низкий отпуск при 160-180 °C, переводящий мартенсит закалки в поверхностном слое в отпущенный мартенсит, снимающий напряжения и улучшающий механические свойства.

Азотирование стали - ХТО, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали азотом при нагревании в соответствующей среде. Твердость азотированного слоя стали выше, чем цементованного, и сохраняется при нагреве до высоких температур (450-500 °C), тогда как твердость цементованного слоя, имеющего мартенситную структуру, сохраняется до 200-225 °C. Азотирование чаще проводят при 500-600 °C.

Диффузионное насыщение сплавов металлами и неметаллами

Борирование - насыщение поверхности металлов и сплавов бором с целью повышения твердости, износостойкости, коррозионной стойкости. Борированию подвергают стали перлитного, ферритного и аустенитного классов, тугоплавкие металлы и никелевые сплавы.

Силицирование. В результате диффузионного насыщения поверхности кремнием повышаются коррозионная стойкость, жаростойкость, твердость и износостойкость металлов и сплавов.

Хромирование - насыщение поверхности изделий хромом. Диффузионному хромированию подвергают чугуны, стали различных классов, сплавы на основе никеля, молибдена, вольфрама, ниобия, кобальта и металлокерамические материалы. Хромирование производят в вакуумных камерах при 1420 °C.

Алитирование - процесс диффузионного насыщения поверхности изделий алюминием с целью повышения жаростойкости, коррозионной и эрозионной стойкости. При алитировании железа и сталей наблюдается плавное падение концентрации алюминия по толщине слоя.

Назначение поверхностной закалки - повышение твердости, износостойкости и предела выносливости поверхности обрабатываемых изделий. При этом сердцевина остается вязкой и изделие воспринимает ударные нагрузки.

Автор: Буслаева Е.М.

<< Назад: Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств

>> Вперед: Классификация и маркировка легированных сталей. Влияние легирующих элементов на превращения, микроструктуру и свойства стали; принципы разработки легированных сталей

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Банковское дело. Конспект лекций

▪ Связи с общественностью. Шпаргалка

▪ История психологии. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Наушники Anker Soundcore C50i 06.11.2025 В мире портативного аудио устройства открытого типа постепенно завоевывают популярность. Все больше пользователей - от спортсменов до городских путешественников - предпочитают наушники, которые позволяют оставаться на связи с окружающим миром, не жертвуя качеством звучания. Компания Anker продолжает развивать это направление, представив свою новую модель Soundcore C50i, объединившую инновационный дизайн, высокое качество звука и доступную цену. Главное отличие C50i от предыдущих моделей - обновленная конструкция Flexible Open-Ring Design. Она основана на титановом ободе с "памятью формы", который оборачивается вокруг уха, образуя надежное С-образное крепление. Благодаря этому наушники лучше фиксируются во время движения, оставаясь при этом практически невесомыми - каждый из них весит всего 5,5 грамма. Такое решение делает устройство особенно удобным для длительного ношения и занятий спортом. Разработчики уделили особое внимание акустике. Внутри корпуса размещены 12-миллиметровые драйверы, обеспечивающие мощный и чистый звук с усиленными низкими частотами. Поддержка LDAC позволяет передавать аудиосигнал высокого разрешения по Bluetooth, раскрывая весь потенциал треков в формате Hi-Res. Это приближает C50i к уровню моделей премиум-класса, сохраняя при этом компактность и энергоэффективность. Помимо музыкального качества, наушники получили и интеллектуальные функции. Технология шумоподавления при звонках с ШИ-обработкой улучшает разборчивость речи, а многоточечное подключение Bluetooth 6.0 дает возможность одновременно работать с несколькими устройствами - например, смартфоном и ноутбуком. Одним из самых неожиданных нововведений стала функция живого перевода, которая поддерживает до 100 языков, открывая пользователям новые сценарии применения, особенно во время путешествий. Soundcore C50i стали также более надежными. Степень защиты IP55 делает их устойчивыми к пыли и брызгам, что выгодно отличает их от предыдущей модели C40i с уровнем IPX4. Управление осуществляется при помощи физических кнопок, а зарядка производится через порт USB-C, что делает использование простым и привычным. Не менее впечатляет автономность устройства: до 7 часов непрерывного воспроизведения на одном заряде и до 28 часов при использовании зарядного кейса. Это позволяет слушать музыку в течение всего дня без необходимости подзарядки, что особенно удобно для активных пользователей. При цене $69,99, новые Soundcore C50i выглядят как одно из самых сбалансированных предложений в своем классе - сочетание надежности, комфорта и технологичности делает их привлекательным выбором для широкой аудитории.

Другие интересные новости:

▪ Ген вечного детства

▪ Пастеризация пива электричеством

▪ Млечный Путь почти не виден

▪ Водородный парусник Nemesis Yacht

▪ Температурный датчик TMP117

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Советы сантехника. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему в Японии существуют две энергосети с разными частотами? Подробный ответ

▪ статья Оператор пульта управления элеватором. Должностная инструкция

▪ статья Глубинный металлодетектор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Аналого-цифровые преобразователи ВТ7106 и ВТ7107. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025