Свойства строительных материалов, чугуна и стали
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
?ного слоя.
Азотирование можно производить не только в атмосфере аммиака, но и в соляных ваннах, содержащих цианистые соединения. Обычно применяют цианистые соли натрия и калия - это процесс цианирования. Процесс в ваннах происходит весьма активно: при применении ванны из цианистого натрия и цианистого калия слой глубиной 0,4 - 0,5 мм получается за 2 часа.
В Германии для изделий, требующих большой выносливости и сопротивлением изнашиваемости, применяется мастрейсинг-процесс. Процесс заключается в сочетании азотирования с дополнительным нагревом до температуры Ас3, выдержкой в течение 30 мин при этой температуре и закалкой. При нагреве нитриды распадаются и твёрдый раствор легируется азотом. Вследствие легирования азотом мартенсита повышается закаливаемость стали. Цель процесса заключается в создании больших сжимающих напряжений, что повышает усталостную прочность изделий и их надёжность и долговечность.
Нитроцементация.
Процесс нитроцементации производят в той же газовой атмосфере и при той же температуре, что и при газовой цементации, но с добавлением 10 - 40% аммиака. Происходит одновременное насыщение стали углеродом и азотом. Азот способствует насыщению стали углеродом, так как понижает температуру образования аустенита, вследствие чего насыщение стали углеродом начинается при более низкой температуре (около 6000С). При температуре выше 8500С происходит преимущественное насыщение углеродом. Наличие в атмосфере углеводородов приводит к следующим реакциям:
NH3 + CH4 ? HCN + 3H2;
NH3 + C2H6 ? 2HCN + 5H5.
Содержание HCN является носителем, оно распадается с выделением азота и углерода. Перенасыщение стали азотом приводит к образованию ?-фазы.
Практика показала, что в процессе цементации происходит окисление кремния, хрома, марганца, титана, но если в эндогазовую атмосферу в зоне окончательного регулирования диффузии углерода ввести 10% аммиака, то можно исключить внутреннее окисление. Непрерывное введение NН3 в рабочее пространство печи в процессе карбонитрования исключает внутреннее окисление. Однако надо иметь в виду состав стали. Присутствие в стали молибдена, никеля, вольфрама, меди в больше степени снижает внутреннее окисление, но из этих элементов практически только Мо и Ni могут быть использованы для изготовления деталей, подвергающихся цементации (преимущество отдается Мо - стали марок 25ХГТ и 25ХГМТ).
Диффузионная металлизация.
Поверхностное насыщение стали алюминием, бериллием, хромом, кремнием и другими элементами называется диффузионной металлизацией.
При насыщении поверхности стали этими элементами изделие приобретает ряд ценных свойств, к числу которых относятся высокая жаростойкость, коррозионная стойкость, повышенная износоустойчивость и твёрдость.
Поверхностное насыщение стали металлами и кремнием осуществляется тремя способами:
.путем помещения изделия в соответствующие порошкообразные смеси (обычно ферросплавы);
.погружением в расплавленный металл, если диффундирующий элемент имеет невысокую температуру плавления (например, алюминий, цинк);
.путем насыщения из газовой среды.
Процесс насыщения стали металлами при непосредственном контакте насыщенной порошкообразной среды с поверхностью обрабатываемого изделия связан с большими числом трудностей вследствие проведения его при высоких температурах и длительных выдержках.
Насыщение стали осуществляется в большинстве случаев через газовую фазу, представляющую собой хлористые соединения данного металла (AlCl3; CrCl2; SiCl4 и т. д.), получаемые путём воздействия хлора (хлористого водорода - НСl - соляной кислоты) при высоких температурах на данный металл или его ферросплав. При высокой температуре диффузии хлориды диссоциируют и на поверхности обрабатываемого изделия в атомарном состоянии выделяется металл хлорида, который и диффундирует в сталь.
На скорость диффузии оказывает влияние состав стали. Увеличение в стали углерода затрудняет процесс диффузии. При этом необходимо отметить, что при диффузии того или иного элемента в сталь происходит перераспределение в поверхностных слоях концентрации углерода. В ряде случаев наблюдается вытеснение углерода из диффузионного слоя (при насыщении алюминием, кремнием); в других случаях, наоборот, имеет место интенсивная диффузия углерода к поверхности ( хром).
Диффузионная металлизация того или иного металла носит своё собственное название. Так, например насыщение стали алюминием называется алитированием; хромом - хромированием; кремнием - силицированием ; бериллием - бериллизацией; бромом - борированием и т. д.
Для примера рассмотрим процесс хромирования:
Поверхностное насыщение стальных изделий хромом сообщает стали хорошую устойчивость протии газовой коррозии при температуре до 8000С, высокую коррозионную стойкость в таких средах, как вода, морская вода и азотная кислота, а при хромировании высокоуглеродистых сталей - большую твёрдость и износоустойчивость. Различают три основных вида хромирования:
Хромирование в порошке.
Изделие упаковывают в смесь, состоящую из измельчённого феррохрома и порошков глинозёма, каолина, шамота и др. В состав для хромирования добавляется хлористый аммоний или соляная кислота (1 - 5%) - для образования активной газовой фазы, состоящей из хлоридов хрома. хромирование ведут при 1000 - 12000С. Продолжительность процесса 12 - 15 часов. При хромировании в смеси порошка феррохрома с хлористым аммонием проте