На головну

Азотування

  1. Іонне азотування

Азотування - насичення поверхні сталі (титану) азотом. Атомарний азот отримують в основному від розкладення аміаку на поверхні виробу:

NH3→N+3N. (3.8)

В таблиці 3.4 представлені склади насичуючих середовищ та режими азотування.

У результаті азотування поверхня металу набуває високої твердості (HV 1300) із збереженням її за довготривалих нагрівань до температури 500...600 0С; великих стискуючих напружень, що підвищують опір утомі, високої зносостійкості, корозійної стійкості вуглецевих і низьколегованих сталей.

Таблиця 3.4 -Хімічні склади основних насичуючих середовищ, і режими хіміко-термічної обробки при азотуванні

Склад насичуючого середовища Режим азотування Глибина шару, (мм)
Т, °С t, год
Азотування ізотермічне
Аміак NH3 тиск, Па: 190-720 ступінь дисоціації, 20-40 % 500-520 6-90 0,1-0,8
30-55 560-580 1-10 0,15-0,4
20 % NH3 + 80 % N2 (або N2 + H2) 500-520 6-90 0,1-0,8
Азотування двоступінчасте
20 % NH3 ступінь дисоціації 20-40 % 500-520 15-20 0,5-0,8
40-45 540-560 25-40 0,5-0,8
Азотування з добавками вуглецевмісних газів
Аміак NH3 + 50 % ендогазу (40 % H2 + 20 % З + 40 % N2) 0,5-3 0,5-0,8

Принцип зміцнення пов'язаний із взаємодією Fe - N. Є в наявності область α - розчину, потрібна для розчинення азоту, а також зміцнюючі фази, здатні викликати дисперсійне зміцнення, і які самі по собі володіють високою твердістю. Процес азотування проводиться при температурі нижче 6000С. Процес може вестись і при більш високій температурі, але тоді зменшується ефект дисперсійного зміцнення за рахунок укрупнення зміцнюючої фази.

Зазвичай азотування проводиться при 500...550 0С, рідше - при 6000С. Глибина шару залежить від часу азотування (рисунок 3.6). Будова і твердість азотованого шару залежить від температури і часу азотування, а також від компонентного складу оброблюваної сталі - введення у сталь легуючих елементів з підвищеною спорідненістю до азоту (Al, Cr, Mo) стимулює утворення зміцнюючих фаз типу (γ' і ε) і підвищує твердість азотованого шару (рисунок.3.7 а, б).

Рисунок 3.6 - Глибина азотованого шару при різній температурі і тривалості азотування в аміаку  
Рисунок 3.7 - Будова і властивості азотованих шарів: а - вміст азоту і будова азотованого шару; б - твердість азотованих шарів: 1 - сталі 30, 45; 2 - сталі 40Х, 40ХНМА, 18ХНВА; 3 - сталь 38Х2МЮА  

Після азотування і повільного охолодження до кімнатної температури фази в дифузійному шарі розміщуються в такому порядку від поверхні:

x > (e + g') > g' + (a + g') > a + g'надл > серцевина,

де a - фаза - азотистий ферит - твердий розчин азоту в залізі (кількість азоту в ньому значною мірою залежить від температури: за температури 590 0С - 0,10 %, за 200 0С - 0, 004 %);

g' - фаза, що існує за концентрації азоту 5,3...5,75 % і відповідає нітриду Fe4N;

e - фаза, що існує за різних температур і інтервалі концентрацій азоту 4,35...11,0 %;

x - фаза, що утворюється за вмісту азоту в шарі не менше 11,1 % і відповідає нітриду Fe2N.

Процес азотування дуже тривалий, але його перевага в тому, що після нього не потрібно проводити термообробку, відсутнє жолоблення деталей. Скоротити тривалість азотування можна за рахунок прискорення протікання 2-ї стадії ХТО - підвищення концентрації насичуючого елементу на поверхні: це підвищить різницю концентрацій між поверхнею і серцевиною і прискорить дифузію.

 



Цементація | Іонне азотування

ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ ТА ВІДНОВЛЕННЯ ДЕТЕЛЕЙ | Конспект лекцій | Деталі як об'єкти відновного виробництва | Придатність деталей машин | Життєвий цикл і стани деталей машин | Класифікація відмов деталей машин | Причини виникнення відмов і дефектів деталей машин | Види дефектів відновлюваних деталей | Класифікація поверхонь відновлюваних і зміцнюваних деталей машин | Структура процесу відновлення деталей |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати