Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [ 64 ] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Процесс азотирования проводят прн 500-600 "С в атмосфере частично диссоциированного аммиака; 2nh3 ЗН2 + 2NaT;

NaT -> Fe„ -> Fe„ (N) -> у (Fe,N) e (Fe2 8N).

Азотированный слой на железе состоит нз нитрид-пой зоны Fe2 sN (е-фаза) и FCiN (у-фаза) и подслоя азотистого феррита (а-фаза), в котором при охлаждении выделяется нитрид железа Fe4N (рис, 99). При азо-

€~ipeM

Рнс. SS. азотирования

Микроструктура аэотирова зиия при 630 °С, X 300

иного слоя на железе после

тпроваиии выше 600 °С между нитридным слоем и а-фазой (рнс. 99) образуется слой азотистого аустенита (у-фаза).

Азотированию подвергают среднеуглеродистые леги-рова1Шые стали, содержащие Сг, Мо, V, W и А1, которые приобретают особо высокую твердость и износостойкость.

При азотировании легированных сталей образуются нитриды CrN, M02N, VN и др., которые, выделяясь в а-фазе (т. е. азотистом феррите) в дисперсном виде, препятствуют движению дислокаций и тем самым повышают твердость азотированного слоя. Наиболее сильно повышают твердость нитриды ванадия, хрома,

молибдена, а также алюминий, который растворяется в у-фазс.

Если главными требованиями, предъявляемыми к азотированнол1у слою, являются высокая твердость на поверхности до HV 1200 и износостойкость, то применяют сталь 38Х2МЮА (0,35-0,42 % С; 1,35- i ,65 % Сг, 0,7-1,10 0/0 А1 и 0,15-0,25% Мо), Молибден устраняет отпускную хрупкость в стали. В насюящее время для азотирования широко используют и другие конструкционные легированные стали.

Азотирование изделий сложной конфигурации рекомендуется выполнять при 500-520 °С. Продолжительность процесса зависит от требуемой толщины азотированного слоя. Чем выше температура азотирования, тем ниже твердость азотированного слоя и больше толщина слоя. Снижение твердости азотированного слоя связано с коагуляцией частиц нитридов легирующих элементов.

Обычно при азотировании желательно иметь слой толщиной 0,3-0,6 мм. В этом случае процесс азотирования при 500-520 °С продолжается 24-90 ч.

Для ускорения процесса применяют двухступенчатое азотирование сначала при 500-5200, а затем при 540-560 °С, при этом сокращается продолжительность процесса при сохранении высокой твердости азотированного слоя.

Для сокращения длительности процесса применяют азотирование в плазме тлеющего разряда.

В процессе насыщения азотом немного изменяются размеры изделия из-за увеличения объема поверхностного слоя. Деформация возрастает при повышении температуры азотирования и увеличении трещины слоя.

В последние годы получило распространение азотирование при 570 °С в атмосфере, содержащей 50 % (объемн.) эидогаза и 50 % NHg или 50 % СН и 50 % NHg, а также в расплавленных солях [55 % (NHg) СО -f--Ь 45 % NagCOg], через которые пропускается сухой воздух (соли расплавляют в титановых тиглях). В результате такой обработки на поверхности образуется тонкий слой карбонитрида Рсгз (N, С), обладающий высокой твердостью {HV 600-1200) и износостойкостью. Такая обработка повышает предел выносливости.

5. Цианирование стали

Цианированием называют совместное насыщение поверхности стали углеродом и азотом вследствие окисления расплавленных цианистых солей.

Изделие нагревают при 820-960 °С в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий.

Для получения слоя небольшой толщины (0,15- 0,35 мм) процесс проводят при 820-860 °С в ваннах, содержащих 20-25 % NaCN, 25-50 % NaCl и 25- 50 % NagCOs. Продолжительность процесса определяется требуемой толщиной слоя и составляет 30--90 мин.

После цианиро.вания закалку выполняют непосред-ствекно из цианистой ванны и дают низкотемпературный отпуск (180-200С). Т.вердость цианированного слоя после термической обработки HRC 58-62; толщина слоя 0,15-0,3 мм. Этот .вид цианиро.вания применяют для мелких деталей.

Для получения слоя большой толщины (0,5-2,0 мм) цианирование про.водят при 930-960 С в ванне, содержащей 8 % NaCN, 82 % BaClg и 10 % NaCl. Зеркало ванны покрывают слоем графита для предупреждения больших потерь тепла и угара цианистых солей. Продолжительность выдержки изделий в ванне составляет 1,5-6,0 ч. При высоких температурах сталь с поверхности в больнюй степени насыщается углеродом (до 0,8-1,2 % С) и в меньшей степени - азотом (0,2- 0,3 % N).

После цианирования детали охлаждают на .воздухе, а затем закали.вают с нагревом в соляной ванне или печи и под.вергают низкотемпературному отпуску. Структура цианированного слоя после закалки такая же, как цементованного.

Глубокое цианирование применяют на некоторых заводах вместо цементации.

6. Диффузионное насыщение металлами и неметаллами (бором и кремнием)

Насыщение железа (стали) металлами, а также кремнием и бором повышает