Дәріс № Конструкторлық материалдар және оның жіктелуі. Материалдардың негізгі технологиялық, механикалық және эксплуатациялық қасиеттері
Дәріс 12. Материалдарды химия-термиялық өңдеу
жүктеу/скачать 1.33 Mb.
|
| Дәріс 12. Материалдарды химия-термиялық өңдеу.
Химиялық-термиялық өңдеу (ХТӨ) деп бөлшек материалының бет қабатының құрылымы мен қасиеттерін өзгерту мақсатымен әртүрлі элементтермен диффузиялық қанықтыруды айтады. Мұндай өңдеудің нәтижесінде бөлшектің бет қабатының қаттылығы, тозуға төзімділігі, коррозияға беріктігі және ыстыққа шыдамдылығы артады. ХТӨ-нің негізгі параметрлеріне қыздыру температурасы және сол температурада ұстап түру уақыты, ал негізгі үдерістеріне диссоциация, сорбция және диффузия жатады. Химиялық-термиялық өңдеуде бөлшек бет қабатының қажетті элементпен қанығуы құрамында диффузияланатын элементі бар қатты, сұйық, газ ортаны қыздырғанда өтеді. Бұл элемент лайықты қосындылардан диссоциация кезінде атом түрінде бөлінуі қажет. Орта мен металл бетінің шекарасында сорбция үдерістері өтеді, мұнда қанықтыратын элемент металдың бет қабатына сіңеді. Нәтижесінде диффузия үдерісі өтеді, мұнда қанықтыратын элемент ары қарай металға тереңірек енеді де, оның нәтижесінде бөлшек бетінде бүл элементпен қаныққан қабат түзіледі. Бұл үш үдерістің жылдамдықтары бір-біріне сәйкес болуы қажет. Химиялық-термиялық өңдеудің негізгі түрлеріне цементациялау, азоттау, циандау және диффузиялық металдаулар жатады. Цементтеу. Цементтеу деп болаттың бет қабатын көміртегімен диффузиялық қанықтыруды айтады. Цементтеу құрамында көміртегі аз (0,1...0,2%) болаттарға қолданылады. Цементтеу қалыңдығы, әдетте, 1...2 мм-ге тең, кейде одан да көп болуы мүмкін. Цементтеу дәрежесі болып сол бет қабатындағы орташа көміртегі мөлшері табылады. Бет қабатындағы көміртегінің мөлшері көбінесе 1,2%-тен аспайды. Цементтеуден кейін бұйымды шынықтырады, сонан соң төменгі температурада босаңдатады. Бұл бұйым беті қабаты қаттылығының жоғарылығын, ал ортасының жұмсақ болып қалуын қамтамасыз етеді. Цементтеу қатты, сұйық және газ күйіндегі карбюризаторларда жүргізіледі. Қатты карбюризаторда цементтеуде бұйым металл жәшіктерге орналастырылып, үстіне ағаш көмірі мен карбонаттар (ВаСО3, NaC03), салынады. Жәшік отқа төзімді балшыкпен сыланып, пешке салынады. Це-менттеуді 900...950°С температурасында жүргізеді. Үдерістің өту уақыты жәшік өлшеміне байланысты 10-нан 20 сағатқа дейін болады. Цементтеу кезінде келесі реакциялар өтеді: ВаСО3 + С ВаО +2СО , мұндағы: С - карбюризатордағы ағаш көмірі. 2СО-СО2 +С a ат мұндағы: Сат - көміртегі газынан газ көміртегісінің диссоциация нәтижесінде пайда болған атомдық көміртегі: Ғе + Сa ат-ҒеV С]. Термиялық өңдеуде оны әуелі ауада суытады да, 760...780°С температурасында шынықтырады, сонан соң 160...180°С-та босаңдатады. Газбен цементтеуде өңделетін бөлшектерді жаппай өндірісте өңдегенде қолданылады. Цементтеу жабық, саңылаусыз, газ келтірілетін арнайы тетіктері бар пештерде көміртекті атмосферада жүргізіледі. Мұнда табиғи (қүрамында 90....86% метан бар) немесе жасанды газдар қолданылады. Газбен цементациялау 900...1000°С температурада жүргізіледі. Нәтижесінде 6... 12 сағат аралығында металдың бет қабаты 1,5...2,5 мм тереңдікке дейін цементацияланады. Шынықтыру көбінесе цементациялаудан кейін 840...860°С дейін суытқан соң жүргізіледі. Газбен цементациялауда өңдеу үдерісінің уақыты қысқарады. Сұйықта цементациялауда карбюризатор ретінде балқытылған көмір қышқылы, натрий тұздары мен кремний карбидінің қоспасы қолданылады. Онда бет қабаты 0,2...0,3 мм тереңдікке дейін цементацияланады. Азоттау Азоттау деп бөлшектің бет қабатын азотпен диффузиялық қанықтыруды айтады. Мұнда бөлшек бет қабатының қаттылығы мен тозуға төзімділігі және коррозияға беріктігі артады. Азоттау үдерісі 500...600°С-ке тең температурада аммиак атмосферасында жүргізіледі. Мұнда келесі ыдырау өтеді: 2NН – 2Nаат +3Н2 Бөлінген азот атомдары әуелі бұйым беті қабатына енеді, әрі қарай тереңірек сіңеді. Азотталған бет қабатының қалыңдығы 0,2...0,4 мм шамасында. Азотталған бөлшектің тозуға төзімділігі шынықтырылған немесе цементацияланған бөлшектің тозуға төзімділігінен жоғары болады. Азоттаумен моторлар және сорғылар цилиндрлері, тісті дөңгелектер, қысыммен құюға арналған пресқалыптар, пуансондар және т.б. өңделеді. Азоттау шынықтыру, босаңдату және ең соңғы механикалық өңдеуден кейін жүргізіледі. Азоттаудан кейін болаттың құрылымы сорбит болады. Азотталған бөлшектің түсі сұр болады. жүктеу/скачать 1.33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|