Термическая обработка после цементации

Окончательные свойства изделия, подвергающиеся це­ментации, получают в результате термической обработ­ки. Эта термическая обработка исправляет структуру и измельчает зерно, как сердцевины, так и цементованного слоя, вырастающее при длительной выдержке стали в области высоких температур. После цементации при­меняют различные схемы термической обработки (рис. 95). Чаще всего применяют закалку для улучшения структуры сердцевины, т. е. резкое охлаждение от 820…850 °С.

Рис. 95. Различные схемы обработки стали после цементации:

Ц - цементация; З - закалка; О - низкий отпуск; ВО - высокий отпуск; Ох - обработка холодом

Причем целесообразно проводить закалку без повторного нагрева, а лишь после подстуживания изделия до 840…860 °С после его цементации. Но такая за­калка не полностью исправляет структуру сердцевины. Она обычно пригодна только для наследственно мелко­зернистых сталей. При цементации и закалке детали коробятся.

Для уменьшения деформации цементированных изделий применяют ступенчатую закалку в горячем мас­ле, нагретом до температуры 160…180 °С.

После цементации в твердом карбюризаторе термическую обработку применяют в виде двойной закалки и низкого отпуска.

Первую закалку (или нормализацию) проводят с нагревом до 880…900 ⁰С (выше точки А_С3) и назначают ее для исправления структуры сердцевины. Кроме того, в поверхностном слое при нагреве частично растворяется цементитная сетка, которая при последу­ющем быстром охлаждении уже вновь не образуется. Вторую закалку проводят с нагревом до 760…780 °С спе­циально для упрочнения цементованного слоя и прида­ния ему высокой твердости. Такая термическая обработ­ка может вызвать повышенное коробление в изделиях сложной формы, а также окисление и обезуглерожива­ние. Кроме того, она усложняет и удорожает технологи­ческий процесс.

Образующаяся в поверхностном слое структура после термической обработки представляет собой либо мартен­сит, либо мартенсит с небольшой долей избыточных карбидов глобулярной формы.

Заключительной операцией термической обработки цементированных изделий во всех случаях является низ­кий отпуск при 160…180 °С, в результате которого про­исходит отпуск мартенсита и снижаются напряжения. Твердость поверхностного слоя для углеродистой стали равна 60…64 HRC и для легированной 58…61 HRC (снижение вызвано остаточным аустенитом). Если же закалку проводить однократно, то содержание остаточ­ного аустенита в легированных сталях достигает 50… 60 %, что значительно снижает твердость.

В результате цементации и последующей термической обработки повышается предел выносливости стальных изделий, понижается чувствительность к концентраторам напряжений. Цементированная сталь имеет высокую износостойкость и контактную прочность.

Дата добавления: 2014-01-05