Химико-термическая обработка стали

  Структура алитированного слоя представляет собой твердый раствор алюминия в α-железе (рис. 9,а). концентрация алюминия в поверхностной части слоя составляет ≈30%. Толщина слоя 0,2 – 1,0 мм. Твердость алитированного слоя (на поверхности) до HV 500, износостойкость низкая. Алитированию подвергают топливники газогенераторных машин, чехлы термопар, детали разливочных ковшей, клапаны и другие детали, работающие при высоких температурах.

     Хромирование.

     Хромированием называют процесс насыщения поверхности  стальных изделий хромом. Этот процесс  обеспечивает повышенную устойчивость стали против газовой коррозии (окалиностойкость) – до 800 ˚С, высокую коррозионную стойкость в таких средах, как вода, морская вода и азотная кислота. Хромирование сталей, содержащих свыше 0,3 – 0,4% С, повышает также твердость и износостойкость.

     Диффузионный  слой, получаемый при хромировании технического железа, состоит из твердого раствора хрома в α-железе (см. рис. 9,д). Слой, получаемый при хромировании стали, содержащий углерод, состоит из хрома (Cr, Fe)₇C₃ или (Cr, Fe)₂₃C₆. На рис. 9, в показана структура хромированного слоя, полученного на стали 0,45% С. Слой состоит из      (Cr, Fe)₇C₃. Под слоем карбидов находится переходный слой с высоким содержанием углерода (0,8%). Такие слои образуются в результате диффузии углерода из внутренних слоев к поверхности навстречу хрому. Углерод обладает большей скоростью диффузии, чем хром, поэтому для образования карбидного слоя используется не весь углерод, и под карбидным слоем находится переходный слой с высоким содержанием углерода. карбидный слой обладает высокой твердостью. Твердость слоя, полученного хромированием железа, составляет HV 250 – 300, а хромирование стали – HV 1200 – 1300.

     Для деталей, работающих в агрессивных  средах, хромированный слой должен состоять из α-фазы и иметь толщину 0,1 – 0,15 мм. Для деталей, работающих в условиях сильного износа и коррозии, рекомендуется карбидный слой глубиной 0,025 – 0,03 мм.

     Хромированием используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей, патрубков, а также  деталей, работающих на износ в агрессивных  средах.

     Силицирование.

     Насыщение поверхности стали кремнием называют силицированием. Силицирование придает стали высокую коррозионную стойкость морской воде, в азотной, серной и соляной кислотах и несколько увеличивает устойчивость против износа.

     Силицированный слой (рис 9,г) является твердым раствором кремния в α-железе. Под диффузионным слоем часто наблюдается слой перлита. Это объясняется оттеснением углерода из диффузионного слоя в следствие пониженной растворимости его в кремнистом феррите. Силицированный слой отличается повышенной пористостью, толщина его 0,3 – 1,0 мм. Несмотря на низкую твердость (HV 200 – 300), силицированный слой обладает высокой износостойкостью после предварительной пропитки маслом при 170 – 200 ˚С.

     Силицированию подвергают детали, используемые в оборудовании химической, бумажной и нефтяной промышленности (валики насосов, трубопроводы, арматура, гайки, боты и т.д.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение

      В данном реферате были рассмотрены процессы химико-термической обработки стали, ее цели, а также выявлены и охарактеризованы ее основные виды.

        Таким образом, химико-термической  обработкой называют поверхностное  насыщение стали соответствующим элементом ( углеродом, азотом, алюминием, хромом и др.) путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды при высокой температуре. Ниже приведены основные виды ХТО.

        Цементация –  процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Различают два основных вида цементации: твердым углеродсодержащими смесями (карбюризаторами) и газовую. Целью цементации является получение твердой и износостойкой поверхности, что достигается обогащение поверхностного слоя углеродом и последующей закалкой с низким отпуском.

     Азотированием называют процесс диффузионного  насыщения поверхности слоя стали  азотом при нагреве ее в аммиаке.  Очень сильно повышает твердость поверхностного слоя, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в таких средах, как атмосфера, вода, пар и т.д.

     Цианированием называют процесс диффузионного  насыщения поверхностного слоя стали  одновременно углеродом и азотом. Недостатком цианирования являются высокая стоимость, ядовитость цианистых солей и необходимость в связи принятия специальных мер по охране труда.

     Поверхностное насыщение стали алюминием, хромом, цинком и другими элементами называют диффузионным насыщением металлами. Изделие, поверхность которого обогащена  этими элементами, приобретает  ценные свойства, к числу которых относится  высокая жаростойкость, коррозионная стойкость, повышенная износостойкость  и твердость.

Список  используемой литературы 

1. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г., Рыжов Н.М., Силаева В.И. Материаловедение. – М.: изд-во МГТУ им.Баумана, 2008.  – 648 с.
2. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов, 2006. – 407с.
3. Панчук М.Л., Лобейко Ю.А. Материаловедение и технологии конструкционных материалов. – М.: Колос, 2008. – 224 с.
4. Ржевская С.В. Материаловедение: Учеб.для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Логос, 2004.  – 424 с.