Общие сведения. Цель работы: Выбор оптимального состава материала и режимов упрочняющей обработки в соответствие с требованиями к типовым деталям машин

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА.

Лабораторная работа

Цель работы: Выбор оптимального состава материала и режимов упрочняющей обработки в соответствие с требованиями к типовым деталям машин, натурные и эксплуатационные испытания с целью выбора материалов для изготовления деталей для конкретных условий работы.

Цементация, азотирование, цианирование,диффузионная металлизация.

Шестерни и зубчатые колеса с применением цементации, закалки и низкого отпуска

Химико-термической обработкой называют поверхностное на­сыщение стали соответствующим элементом (например, углеродом, азотом, алюминием, хромом и др.) путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды при высокой температуре. Химико-термическая обработка заключается в нагреве изделия до заданной температуры в твердой, газовой или жидкой среде, легко выделяю­щей диффундирующий элемент в атомарном состоянии, выдержке при этом температуре и последующем охлаждении. В отличие от термической обработки химико-термическая обработка меняет не только структуру, но и химический состав поверхностных слоев, что позволяет в более широких пределах изменять его свойства.

Процесс химико-термической обработки состоит из трех эле­ментарных стадий:

1) выделения диффундирующего элемента в атомарном состоя­нии благодаря реакциям, протекающим во внешней среде; 2) кон­тактирования атомов диффундирующего элемента с поверхностью стального изделия и проникновения (растворения) в решетку железа (адсорбция); 3) диффузии атомов насыщающего элемента в глубь металла.

Глубина проникновения (диффузии) зависит от температуры и продолжительности насыщения, а также от концентрации диффун­дирующего элемента на поверхности (рис. 1).

Толщина диффузионного слоя у в зависимости от продолжитель­ности процесса т при данной температуре обычно выражается параболической зависимостью (рис. 1, а). Следовательно, с тече­нием времени скорость увеличения толщины слоя непрерывно уменьшается (см. рис. 1, а). Толщина диффузионного слоя при прочих равных условиях тем больше, чем выше концентрация диффундирующего элемента на поверхности металла (рис. 1, б).

Концентрация диффундирующего элемента на поверхности зависит от активности окружающей среды, обеспечивающей при­ток атомов этого элемента к поверхности, скорости диффузионных процессов, приводящих к переходу этих атомов в глубь металла, состава обрабатываемого металла, состава и структуры образую­щих фаз. Повышение температуры увеличивает скорость диффузии. Поэтому глубина диффузионного слоя, образующегося за данный отрезок времени, сильно возрастает с повышением температуры процесса (рис. 1, в).

Рис. 1 Зависимость толщины диффузионного слоя у от продолжительности насыщения (а), концентрации С₀ на поверхности (б) и температуры насыщения (в)

Дата добавления: 2015-06-27