Химико-термическая обработка

Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова


                          Кафедра материаловедения.



                                   РЕФЕРАТ


                        Химико-термическая обработка:

                   Цементация, азотирование, цианирование.



                                   Выполнил:
                                   Студент гр. МС-12-98
                                   Карпов С. Н.

                                   Проверил
                                   Преподаватель
                                   Алексеева Н. А.



                            Чебоксары, 1999 год.

                     Химико-термическая обработка стали.


                                 ЦЕМЕНТАЦИЯ.

      Цементация - наиболее распространенный в машиностроении способ химико-
термической обработки стальных деталей - применяется для  получения  высокой
поверхностной твердости, износостойкостью и усталостной  прочности  деталей.
Эти свойства достигаются обогащением поверхностного  слоя  низкоуглеродистой
и  нелегированной  стали  углеродом   до   концентрации   эвтектоидной   или
заэвтектоидной   и   последующей    термической    обработкой,    сообщающей
поверхностному  слою  структуру  мартенсита  с  тем  или   иным   остаточным
количеством остаточного аустенита и карбидов.
      Глубина цементированного слоя обычно находится в пределах 0,5 - 2,0 мм
(иногда для мелких деталей в пределах 0,1 - 0,3 мм, а для  крупных  -  более
2,0 мм). Цементацию стальных  деталей  осуществляют  в  твердых,  газовых  и
жидких карбюризаторах. За  последние  годы  все  большее  развитие  получает
газовая цементация.

Диффузия углерода в сталь.

      По количественной характеристике диффузии углерода в железо  накоплены
многочисленные данные.
      Коэффициент диффузии углерода в ?-железо более чем  на  порядок  выше,
чем в ?-железо, имеющее значительно более плотно упакованную решетку.
      Диффузия углерода в феррите обуславливает возможность протекание таких
низкотемпературных процессов, как  коагуляция  и  сфероидизация  карбидов  в
отожженной  стали,  карбидообразование   при   отпуске   закаленной   стали,
графитизация и т. д. Однако, цементация при  температурах  существования  ?-
железа не производится ввиду ничтожной растворимости в этой  фазе  углерода.
Цементация проводится при температурах 920-950 ?С и выше, при которых  сталь
находится в аустенитном состоянии.
      Концентрационная  зависимость   коэффициента   диффузии   углерода   в
аустените выражается уравнением:
      Dc=(0,07 + 0,06C%)e -32000/RT
Или по другим данным:
Dc=(0,04 + 0,08C%)e -31350/RT.
      Из приведенных зависимостей следует, что коэффициент диффузии углерода
в аустените увеличивается с увеличением содержания углерода  в  стали.  Это,
очевидно, связано с увеличением искажения кристаллической решетки  аустенита
и термодинамической активностью углерода.
      Легирующие  элементы  оказывают  существенное  влияние   на   диффузию
углерода в аустените, что  связано  с  искажением  кристаллической  решетки,
изменением энергии межатомной связи в твердом растворе  и  термодинамической
активности углерода.
      Результаты  изучения  влияния  легирующих  элементов  на   коэффициент
диффузии углерода в аустените при  1100о  С  приведены  на  рисунке  1.  При
других температурах влияние  некоторых  элементов  на  коэффициент  диффузии
углерода  в  аустените   изменяется.   карбидообразующие   элементы   обычно