Рисунок 8.4 – Микроструктура диффузионных слоев

Рисунок 8. 4 – Микроструктура диффузионных слоев

Некоторое применение нашло газовое хромиро­вание (нагрев в среде, содержащей СгСl₂) и в вакууме. При хромировании в вакууме изделия засыпают порошком хрома в стальном или керамическом тигле и помещают в вакуумную камеру. При высокой темпе­ратуре хром испаряется и диффундирует в железо. Хромирова­ние ведут при 1000 – 1050° С несколько часов.

Диффузионный слой, получаемый при хромировании техни­ческого железа, состоит из твердого раствора хрома в а – железе (рис. 8. 4 б). Слой, получаемый при хромировании стали, содержащий углерод, состоит из карбидов хрома. На рис. 8. 4 в, показана структура хромиро­ванного слоя, полученного на стали с 0, 45% С. Слой состоит из карбидов хрома, под слоем карбидов находится переходной 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. Часть его составляет переходный слой с высоким содержанием углерода. Карбидный слой обла­дает высокой твердостью. Твердость слоя при хромировании стали – НV 1200 – 1300. Глубина хромированного слоя обычно не превышает 0, 15 – 0, 20 мм. Хромирование используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей, патрубков, а также деталей, работающих на износ в агрессивных средах.

Силицирование - насыщение поверхности стали кремнием. Силицирование придает стали высокую коррозионную стойкость в морской воде, в азотной, серной и соляной кислотах и не­сколько увеличивает устойчивость против износа. Силицирова­ние проводят в порошкообразных смесях (например, 75% ферросилиция +20% шамота +5% Н₄С1) или чаще в газовой среде, получаемый пропусканием хлора через реакционное пространство с обрабатываемыми деталями и ферросилицием или карбидом кремния. Процесс ведут при 950 – 1000 ⁰С.

Силицированный слой (рис. 8. 4 г) является твердым рас­твором кремния в ά -железе. Под диффузионным слоем часто наблюдается слой перлита. Это объясняется оттеснением угле­рода из диффузионного слоя вследствие пониженной раство­римости его в кремнистом феррите. Силицированный слой от­личается повышенной пористостью, глубина его 0, 3 – 1, 0 мм. Несмотря на низкую твердость (НV 200 – 300), силицированный слой обладает высокой износостойкостью после предваритель­ной пропитки маслом при 170 – 200 ⁰С.

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

Борирование, т. е. насыщение поверхностного слоя бором создает очень высокую твердость (НV 1800 – 2000), износостой­кость и устойчивость против коррозии в различных средах. Бо­рирование стальных изделий чаще выполняют при электролизе расплавленных солей, содержащих бор. Хорошие результаты получены при газовом борировании. В этом случае насыщение бором проводят в среде диборана (В₂Н₆) или треххлористого бора в смеси с водородом при 850 – 900 ⁰С. На поверхности образуется борид железа FеВ, а ниже – борид Fе₂В и ά -твердый раствор (рис. 8. 3д). Углерод и легирующие элементы уменьшают глубину бориро-ванного слоя, чаще она достигает 0, 1 – 0, 20 мм.

Борированию подвергают детали, применяемые в оборудова­нии нефтяной промышленности. Например, втулки грязевых нефтяных насосов для повышения их устойчивости против аб­разивного износа. Борирование поверхностей контакта штампов для горячей штамповки значительно повышает их стойкость. Борированию можно подвергать любые стали.

8. Контрольные вопросы

8. 1.  Преимущество поверхностной термической обработки от объемной.

8. 2.  Назовите основные виды ХТО.

8. 3.  Назначение и принцип цементации поверхности деталей.

8. 4.  Основные виды карбюризаторов используемых при цементации.

8. 5. Основное условие необходимое для диффузии атомарного углерода в поверхностный слой детали.

8. 6. Структура упрочненного слоя после цементации.

8. 7.   При каких условиях работы деталей целесообразно проводить азотирование.

8. 8.  Отличительные особенности азотирования по отношению к цементации.

8. 9.  Микроструктура и глубина азотированного слоя.

8. 10. Обоснуйте предварительную объемную закалку детали с последующим высоким отпуском перед азотированием.

8. 11.   При каких условиях работы деталей целесообразно проводить цементацию.

8. 12. Обоснуйте температуру цементации и азотирования.

8. 13.   В чем отличие высокотемпературного и низкотемпературного цианирования.

8. 14. Как называются процессы одновременного насыщения поверхности изделия атомарным углеродом и азотом. Обоснуйте процессы.

8. 15. Перечислите основные виды диффузионной металлизации.

 

9. Список рекомендуемой литературы

9. 1.   Практикум по технологии конструкционных материалов и материаловедению / Под. ред. С. С. Некрасова – М.: Агропромиздат, 1991г.

9. 2. Дриц М. Е., Москалев М. А. Технология конструкционных материалов и материаловедение: -М.: Высшая шк., 1990г.

9. 3. Арзамасов Б. Н. и др. Материаловедение: -М.: Машиностроение

 

 

 

 

 

⇐ Предыдущая16171819202122232425Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: