37. Теория хим-термич обработки. Азотирование.

Термическая обработка – технологический процесс состоящий из нагрева , выдержки и охлаждения материала по определенному режиму.

Химико-термическая обработка (ХТО) – процесс изменения химического состава, микроструктуры и свойств поверхностного слоя детали.

Изменение химического состава поверхностных слоев достигается в результате их взаимодействия с окружающей средой (твердой, жидкой, газообразной, плазменной), в которой осуществляется нагрев.

В результате изменения химического состава поверхностного слоя изменяются его фазовый состав и микроструктура,

Основными параметрами химико-термической обработки являются температура нагрева и продолжительность выдержки.

Азотирование – химико-термическая обработка, при которой поверхностные слои насыщаются азотом.

При азотировании увеличиваются не только твердость и износостойкость, но также повышается коррозионная стойкость.

При азотировании изделия загружают в герметичные печи, куда поступает аммиак NH3 c определенной скоростью. При нагреве аммиак диссоциирует по реакции: 2NH3>2N+3H2. Атомарный азот поглощается поверхностью и диффундирует вглубь изделия.

Фазы, получающиеся в азотированном слое углеродистых сталей, не обеспечивают высокой твердость, и образующийся слой хрупкий.

Для азотирования используют стали, содержащие алюминий, молибден, хром, титан. Нитриды этих элементов дисперсны и обладают высокой твердостью и термической устойчивостью.

38. Теория химико-термической обработки. Нитроцементация, Сульфанитроцементация.

Термическая обработка – технологический процесс состоящий из нагрева, выдержки и охлаждения материала по определенному режиму.

Химико-термическая обработка (ХТО) – процесс изменения химического состава, микроструктуры и свойств поверхностного слоя детали.

Изменение химического состава поверхностных слоев достигается в результате их взаимодействия с окружающей средой (твердой, жидкой, газообразной, плазменной), в которой осуществляется нагрев.

В результате изменения химического состава поверхностного слоя изменяются его фазовый состав и микроструктура,

Основными параметрами химико-термической обработки являются температура нагрева и продолжительность выдержки.

Нитроцементация-разновидность химико-термической обработки стали или чугуна, заключающаяся в диффуз. насыщении из газовой среды поверхности металла азотом и углеродом при 500 - 700 °С (низкотемпературная Н.) или при840 - 930 °С (высокотемпературная Н.). По строению и св-вам образующийся при Н. диффуз. слой (0,25 - 1,5мм) сходен с цианиров. слоем (см. Цитирование). Н. повышает износостойкость, усталостную и контактнуюпрочность металла, а в ряде случаев и его корроз.- стойкость. Применяется для увеличения надёжностидеталей машин.

Цель сульфонитроцементирования состоит во внедрении сульфидов в азотированный слой, однако при сульфо-нитроцементации получается более высокая по сравнению с азотированием износостойкость. Сульфонитроцементация может проводиться в газовой среде или в ваннах. В первом случае к аммиаку добавляют, например, сероводород или метилтиоцианат. Во втором случае в ванны для низкотемпературной нитроцементации добавляют NaCNS, Na₂S0₃, Na₂S0₄ или Na₂S. В зависимости от состава ванн изменяется строение слоя, причем в результате образования сульфидного слоя или внедрения сульфидов в карбонитриды изделия приобретают особые свойства приработки или высокую релаксационную способность при нагружениях чуть выше предела упругости. Эти методы обработки могут быть применены почти ко всем сталям, включая быстрорежущие и нержавеющие.

39. Теория химико-термической обработки. Диффузионная металлизация.

Термическая обработка – технологический пр-с состоящий из нагрева, выдержки и охлаждения материала по определенному режиму.

Химико-термическая обработка (ХТО) – пр-с изменения химического состава, микроструктуры и свойств поверхностного слоя детали.

Изменение химического состава поверхностных слоев достигается в результате их взаимодействия с окружающей средой (твердой, жидкой, газообразной, плазменной), в кот. осущ. нагрев.

В результате изменения химического состава поверхностного слоя изменяются его фазовый состав и микроструктура,

Основными параметрами химико-термической обработки являются температура нагрева и продолжительность выдержки.

Диффузионной металлизацией называется процесс насыщения поверхности стальных деталей алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами для повышения коррозионной стойкости, жаростойкости, твердости и износостойкости. При насыщении алюминием процесс называется алитированием, при насыщении хромом - хромированием, при насыщении кремнием - силицированием, при насыщении бором - борированием. Диффузионная металлизация проводится в твердых, жидких и газообразных средах при температурах 950-1150°С и требует длительного времени (до 25 ч). Высокая температура необходима для увеличения скорости диффузии насыщающих металлов.

При диффузионной металлизации в твердой среде металлизатором является сплав железа с алюминием, хромом, кремнием, бором и т. п. (ферросплавы) с добавлением хлористого аммония. Хлористый аммоний при нагреве диссоциирует с выделением хлористого водорода, который, взаимодействуя с насыщающим металлом, образует летучее соединение хлора с металлом. Хлориды металлов при контакте с железом диссоциируют с образованием атомарного насыщающего металла, который диффундирует вглубь, образуя с железом твердые растворы замещения.

40. Теория термомеханич. обработка. НТМО и ВТМО. ТМО – наиб. эффективный способ ↑ сопротивления хрукому разрушению. ТМО – комбинированное воздействие пластичной дефомации и ТО. Цель ТМО – изменить стру-ру мат-ла и его строение. Пластическая деформация приводит к дроблению зерна и образ-нию блочной стр-ры с большой плотностью дислокаций, по сравнению с обычной термообработкой ТМО повышает прочность и вязкость. Кроме того ТМО ↓ склонность к образованию трещин. Различают: НТМО – низкотемпературная мех. обраб. и ВТМО – высокотемпер. мех. обраб.

Преимущество ВТМО – пластич. деформация проводится при более выс. температуре и не требует выс. давлений и мощного оборудования. Материалы деформируют прокаткой, штамповкой или ковкой, кроме того ВТМО прим. для деталей большего сечения и сложной конфигурации.

Иногда используют комбинированную обработку ВТМО + НТМО (↑ ударную вязкость и пластичность)

ТММО – термомеханикомагнитная обработка – комбинация нагрева, пластич. деформации в присутствии магнитного поля.

ТУЗО – термозвуковая обработка – происх. закалка образцов в жидкость, в котю возбуждены ультразвуковые колебания, разрушающие паровую рубашку, ↑-щие прокаливаемость и ↑-щие мех. св-ва.