Анализ фазовых превращений в двухкомпонентных сплавах



бет3/3
Дата29.02.2016
өлшемі5.64 Mb.
#30150
1   2   3


Таблица 53

Характеристики основных видов поверхностного упрочнения




Операции упрочняющей термической обработки

Типовая глубина упрочняемого слоя

Твердость поверхностного слоя

Поперечное сечение детали, мм

Предел текучести сердцевины

0,2, МПа



Примеры

типовых марок

сталей


HV

HRC

Химико-термическая обработка


Цементация,

закалка и низкий

отпуск


1,5…1,8

-

58…62

До 50…60

390…830

20Х, 25ХГТ, 20ХН2М

и др.


Нитроцемен-тация, закалка и низкий

отпуск


0,2…0,8

-

58…64

До 30

930

35Х, 25ХГМ,

и др.



Продолжение таблицы 53

Борирование

0,1…0,2

1800…

2000


-

До 150

Зависит от

марки


стали и термообработки

Конструк-ционные стали (40Х, 30ХГСА

и др.)


Азотирование

0,3…0,5

850…

1050


65…68

До 60…200

880…590

38Х2МЮА и др.

Поверхностная термическая обработка


Поверхностная индукционная закалка (закалка с нагревом ТВЧ) и низкий отпуск

1,6…5,0

-

45…55

40…100

375

40Х, 45 и др.

Объемно-поверхностная индукционная закалка с глубинным нагревом и низкий отпуск

1,5…2,0

-

58…61

6

1850

55ПП

Лазерная закалка (термоупрочнение) и низкий отпуск

0,5…1,0

950…

1200


67…72

16…25

460…780

45, 45Х

и др.



Таблица 54

Механические свойства в сердцевине некоторых типичных цементуемых

сталей после цементации и низкого отпуска при 180…200 0С

(по данным Ю.М. Лахтина)




Марка

стали


Рекомендуемое максимальное поперечное рабочее сечение, мм

Температура

закалки, 0С



Механические свойства

в, МПа

0,2, МПа

,

%


,

%


20Х

35

820

650

800

11

40

18ХГТ

35

870

900

1000

9

50

20ХГР

40…60

880

800

1000

9

50

20ХГМ

60…80

860

1100

1200

10

45

30ХГТ

60…80

850

1300

1500

9

40

12Х2Н4А

100…120

800

110

1300

9

45

18Х2Н4МА

более 120

860

850

1150

12

50


Таблица 55

Данные по поверхностной индукционной закалке




Диаметр

изделия, мм



Рекомендуемая

глубина


закаленного слоя, мм




Глубина

закаленного слоя, мм



Рекомендуемая частота тока, Гц

40

1,6…3,1



1,5

25000*

60

2,3…3,9




2,0

15000*

80

2,6…4,5




3,0

8000**

100

2,9…5,0




4,0

4000**

Генератор тока: * ламповый или

машинный; ** машинный.


Некоторые виды поверхностного упрочнения деталей машины


Газовая цементация. При проведении цементации используются различные науглероживающие газы и жидкие карбюризаторы (бензол, кероснн, синтин и др.), которые подают каплями в шахтные печи; при их разложении образуется газ (расход газа 0,9…1,2 м3/ч). В массовом производстве (автомобилестроение и др.) часто применяют получаемый в генераторах эндотермический газ (эндогаз) состава (мас. %): 19...23 СО; 1СН4; 0,2СО2; 39…44 Н2; 33…37 N2. Для эндогаза существует функциональная зависимость между достигаемым при цементации содержанием углерода в стали и количеством Н2О или СО2 в газе, что позволяет автоматически регулировать состав газа для получения требуемого содержания углерода в поверхностном слое деталей (обычно 0,8...1,1 % С).

Температура газовой цементации составяяет 910...930 0С. Продолжительность процесса зависит, кроме глубины слоя, также от ряда других факторов: состава газа, величины садки в печи, толщины деталей и др. На скорость цементации оказывает влияние и химический состав цементуемых легированных сталей. Данные ЗИЛа при газовой цементации деталей из стали 25ХГТ в безмуфельной печи СЩЦ при 930 0С. (табл. 56).



Таблица 56

Глубина слоя и время цементации




Глубина слоя, мм

0,5…0,7

0,6…0,9

0,9…1,3

1,2…1,6

Время цементации, часов

6

7

9

12

В промышленности широко применяют следующую технологию газовой цементации: первый этап - более активная цементация в смеси эндогаза с добавками природного газа; второй этап - цементация только в эндогазе. Это сокращает общую продолжительность цементации. Для газовой цементации применяются периодические шахтные электропечи серии Ц и печи непрерывного действия. В шахтных печах внутрь нагревательной камеры устанавливается реторта, в которую помещаются детали и подается жидкий карбюризатор (40…60 капель/мин). При цементации в шахтных печах глубина слоя 1,3…1,6 мм достигается за 6…8 часов при 920 0С.



Термическая обработка цементированных деталей. При проведении газовой цементации в печах непрерывного действия после ее завершения, детали несколько охлаждают в печи до 830…860 °С (подстуживание), т.е. до температуры закалки выше Ас3 сердцевины деталей, а затем закаливают с охлаждением в минеральном масле (легированные стали). После цементации в шахтных печах детали обычно охлаждают на воздухе до комнатных температур, а далее закаливают отдельно с нагревом в других печах без защитной атмосферы. Закаленные детали подвергают отпуску при 160…180 °С в течение 1…2 часов. Используются и другие разновидности цементации и схемы термической обработки, рассматриваемые в литературе по термической обработке.

Нитроцементация. Процесс насыщения поверхностных слоев деталей углеродом (0,65…0,95 %) и азотом (0,35…0,40 %) ведется в печах непрерывного действия в газовой среде из 80…90 % зндогаза, 5…8 % природного газа; 2…7 % аммиака при 840…870 °С. Длительность процесса при 850 °С для получения слоя 0,5…0,7 или 0,8…1,0 мм составляет соответственно 5 и 9 ч. Далее детали несколько подстуживают до 820...830°С и проводят ступенчатую закалку с охлаждением в масляной или щелочной ванне ("горячая'' среда с температурой 170…190°С), а затем низкий отпуск при 160…180°С. Нитроцементация может проводиться в шахтных печах с подачей каплями жидкого триэтаноламина (С2Н3О)N.

Азотирование деталей из легированных сталей. Процесс азотирования применяют для деталей, работающих на износ и воспринимающих знакопеременные нагрузки (детали дизелей, авиамоторов и др.). Применение при азотировании имеет специальная сталь 38Х2МЮА и др. С целью ускорения процесса, используют двухступенчатый режим азотирования в диссоциированном аммиаке: I - при 500...520 °С 12 ч (степень диссоциации аммиака 20…40 %}; 2 - при 550…570 °С 42 ч (степень диссо­циации 50…60 %). При этом обеспечивается глубина слоя 0,5…0,7 мм и твердость поверхностного слоя по Виккерсу НV 950…1000. После азотирования дополнительную термообработку не проводят. Для азотирования широко применяются шахтные печи. Внутри нагревательной камеры устанавливается герметически закрытая реторта (муфель), в которую из баллона подается аммиак. Аммиак при нагреве диссоциирует с образованием атомов азота и водорода.

Снижение продолжительности азотирования в 1,6…2,0 раза достигается в случае применения ионного азотирования в тлеющем разряде. Деталь подключают в качестве катода в цепь постоянного тока высокого напряжения 500…1500 В, а анод помещают над деталями или вокруг них. В герметичную камеру вводят аммиак и поддерживают низкое давление.

Возбуждается тлеющий разряд, атомы азота ионизируются и бомбардируют поверхность детали, нагревая ее до 500…550 °С и насыщая азотом.

Лазерное термоупрочнение. При термической обработке лазерным нагревом используются газовые и твердотельные лазерные установки, которые имеют системы транспортировки и фокусировки луча лазера, механизмы перемещения изделий по заданному режиму. При воздействии лазерного луча на поверхность происходит поглощение и передача энергии высокой концентрации тонкому поверхностному слою, соответствующий нагрев выше Ас1 и Ас3, возможно плавление и переход в жидкое состояние тонкого поверхностного слоя. В процессе охлаждения нагретого участка путем теплоотвода холодной массой изделия без применения специальной охлаждающей среды, создается скорость охлаждения до 1000 градусов в секунду (охл. крит.зак.), происходит фазовое превращение аустенита в мартенсит, то есть закалка. Непосредственно у поверхности микроструктура состоит из мелкоигольчатого мартенсита, небольшого количества остаточного аустенита и высокодисперсных карбидов. В более глубокой переходной зоне образуется структура из мартенсита, троостита и карбидов.

При лазерной обработке в непрерывном режиме параметрами технологии являются мощность излучения Nизд., диаметр пятна луча D, скорость перемещения V луча относительно обрабатываемой поверхности изделия (по ГОСТ ЕСТД 3.1405-86).



Для деталей из стали 45 при Nизд = 700…1000 Вт, V = 4....12 мм/с, глубина закаленного слоя =0,5... 1,0 мм (по данным ЭНИМС). Штампы из стали У8 обрабатывали при Nизд = 600 Вт, V =12 мм/с, D=3 мм с получением =0,9 мм; твердость поверхности составляет НV 950…1100 МПа.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет