Исследовательский комплекс для разработки регулируемых и комбинированных технологических процессов химико-термической обработки

• Автор: Александров, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 320 с. : ил.

Глава 1. Обзор способов химико-термической обработки сталей

1.1. Основные закономерности химико-термической обработки

1.1.1. Процессы, происходящие при X ТО

1.1.2. Механизмы диффузии атомов и формирование диффузионного слоя при ХТО. 9 1.1.3.0бщая характеристика некоторых видов ХТО

1.2. Физико-химические закономерности процесса азотирования

1.2.1. Строение азотированного слоя в чистом железе

1.2.2. Влияние легирующих элементов на строение азотированного слоя сталей

1.2.3. Особенности азотирования легированных сталей различных классов

1.3. Обзор исследований по азотированию в различных насыщающих средах

1.3.1. Азотирование разбавленным аммиаком

1.3.2. Мягкое азотирование или тенифер-процесс

1.3.3. Азотирование с применением депассиваторов
1.4. Комбинированные способы химико-термической обработки сталей
1.4.1. Азотирование стали, предварительно легированной алюминием
1.4.2. Титаноазогирование
1.4.3. Хромоазотирование
1.4.4. Свойства комбинированных покрытий
Выводы по 1 главе
Глава 2. Методы исследования структуры и свойств диффузионных слоев
после химико-термической обработки
2.1. Методы определения фазового состояния металлических систем
путем измерения физических и физико-химических свойств
2.1.1. Метод термического анализа
2.1.2. Дилатометрический метод
2.1.3.Метод измерения электропроводности
2.1.4.Метод исследования магнитных свойств металлов
2.1.5. Методы измерения термоэлектрических и электрохимических свойств
2.2. Методы анализа структуры и фазового состава сплавов после ХТО
2.2.1. Металлографический анализ микроструктуры
2.2.2. Метод автоматизированного количественного анализа структуры
2.2.3. Рештеноструктурный метод исследования фазового состава материалов
2.2.4. Электронно-зондовые методы исследования
2.2.5. Метод лазерного эмиссионного микроспектрального анализа. 79 2.2.6.Электрографический метод исследования структуры и
фазового состава материалов
2.3. Методы исследования механических свойств упрочненных слоев
2.3.1. Твердость металлов как базовая характеристика их упрочнения
2.3.2. Связь показателей твердости с фазовым составом сплавов
2.3.3. Основные методы измерения твердости
2.3.4. Классификация процессов трения и износа
2.3.4.1. Исследование износостойкости упрочненных сталей
2.3.4.2. Устройство для проведения испытаний на износ
в коррозионно-активной среде
Выводы по 2 главе
Глава 3. Комплекс оборудования для проведения и контроля
процессов химико-термической обработки
3.1. Приборы и методы контроля процессов ХТО
3.1.1. Предпосылки для разработки методов контроля процессов азотирования
3.1.2. Контролируемые технологические параметры процесса азотирования
3.1.3. Метод контроля процесса по оценке степени диссоциации аммиака
при измерении электрофизических параметров газа
3.1.4. Метод контроля процесса по оценке динамики роста диффузионного
слоя и его фазового состава прямым измерением магнитоэлектрических
параметров
3.1.5. Автоматизированная система регулирования процесса азотирования
3.2. Дозирующие устройства для проведения процессов ХТО
в многокомпонентных насыщающих средах
3.2.1. Дозатор смеси аммиака и продуктов его крекинга
3.2.2. Дозирующие устройства для приготовления смесей
аммиака, воздуха и пропана
3.2.3. Дозирующее устройство для приготовления шликерных суспензий
3.3. Лабораторные и технологические установки для регулируемых
и комбинированных процессов ХТО
3.3.1. Лабораторная установка для ХТО с программным управлением технологическим циклом.
3.3.2. Технологическое оборудование для проведения процессов ХТО шликерным методом.
Выводы по 3 главе.
Глава 4. Разработка регулируемых технологий химико-термической обработки конструкционных сталей в атмосфере аммиака и воздуха.
4.1. Закономерности формирования диффузионного слоя в сталях при насыщении в смеси аммиака и воздуха.
4.1.1. Прогнозирование фазового состава диффузионного слоя на основе термодинамики химических реакций при взаимодействии аммиачно-воздушной атмосферы с железом.
4.1.2. Экспериментальные исследования комбинированного процесса ХТО в смеси аммиака и воздуха.
4.1.3. Влияние технологических параметров процесса на строение и фазовый состав диффузионного слоя стали после обработки в
аммиачно-воздушной атмосфере
4.2. Газоциклические процессы ХТО с переменной подачей аммиака и воздуха
4.2.1. Технологическая схема газоциклического процесса
4.2.2. Влияние газоциклического процесса на кинетику формирования
диффузионного слоя
4.3. Разработка технологических процессов ХТО в среде аммиака и
воздуха для упрочнения коррозионностойких сталей
4.3.1. Влияние газоциклического процесса ХТО на кинетику роста
диффузионного слоя коррозионностойких сталей
4.3.2. Строение и фазовый состав диффузионного слоя коррозионностойких
сталей после газоциклической обработки в среде аммиака и воздуха
4.3.3. Микротвердость азотированного слоя коррозионностойких
сталей упрочненных по газоциклическому режиму
Выводы по 4 главе
Глава 5. Совершенствование регулируемых технологических
процессов азотирования инструментальных сталей
5.1. Анализ способов азотирования инструментальных сталей
5.1.1. Номенклатура режущего инструмента, подвергаемого азотированию
5.1.2.Стандартное газовое азотирование
5.1.3. Газоциклическое азотирование с переменной подачей
аммиака и инертного газа
5.1.4. Азотирование с добавками углеродосодержащих газовых компонентов

5.2. Разработка технологического процесса азотирования инструментальных
сталей в смеси аммиака и продуктов его диссоциации
5.2.1. Прогнозирование фазового состава стали после обработки в среде аммиака
и продуктов его диссоциации на основе термодинамических расчётов
5.2.2. Оптимизация режимов обработки быстрорежущей
стали по азотному потенциалу
Выводы по 5 главе
Глава 6. Комбинированные технологические процессы ХТО, включающие поверхностное легирование металлами с последующим азотированием
6.1. Общие закономерности получения диффузионных металлических покрытий
6.1.1. Выбор легирующих элементов для диффузионных покрытий на сталях
6.1.2. Анализ способов получения диффузионных металлических покрытий
6.1.3. Шликерный метод получения диффузионных покрытий
6.2. Комбинированная технология «титанирование+азотирование»
6.2.1. Особенности кинетики азотирования титанированных покрытий
6.2.2. Структура и фазовый состав титаноазотированных покрытий
6.2.3. Твердость титаноазотированных покрытий
6.3. Комбинированная технология «ванадирование+азотирование»
6.3.1. Особенности строения азотованадированных покрытий
6.3.2. Твердость азотованадированных покрытий
6.4. Комбинированная технология «хромирование+азотирование»
6.4.1. Особенности строения хромоазотированных покрытий
6.4.2. Твердость хромоазотированных покрытий
6.5. Комбинированная технология «алитирование+азотирование»
6.5.1. Особенности строения алюмоазотированных покрытий
6.5.2. Твёрдость алюмоазотированных покрытий
6.6. Комбинированная технология «гитаноалитирование+азотирование»
6.6.1. Особенности технологического процесса
6.6.2. Структура и фазовый состав титаноалитированных
покрытий до и после азотирования
6.6.3. Твердость титаноалюмоазотированных покрытий
6.7. Применение комбинированных технологий для модификации
поверхности рабочих органов погружных насосов типа ЭЦНА
6.7.1. Критерии оценки работоспособности рабочих органов
насосов вызывающие необходимость поиска новых технологий упрочнения
6.7.2. Механизм и способы борьбы с солевыми отложениями при работе
металлов в водной среде
6.7.3. Выбор композиции для диффузионного насыщения поверхности с получением свойств препятствующих отложению
солей на рабочих органах насоса
6.7.4. Способы повышения коррозионной стойкости поверхности
рабочих органов насосов
6.7.5. Предпосылки формирования износостойких поверхностей методами ХТО
6.7.6. Разработка технологий поверхностного легирования сталей и
чугунов шликерным методом, совмещенного с азотированием
Выводы по 6 главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список иллюстраций
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ БИБЛИОГРАФИИ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Рис.2.7. Кривые изменения электропроводности для определения критических точек [63].
Пример подобного определения критических точек в железе представлен на рис.2.7, здесь на оси абсцисс отложены температура испытания, а по ординатам - значение электросопротивления. Точками показаны величины электросопротивления образца, получаемые при нагреве образца. Крестиками обозначены значения электропроводности при тех же температурах при охлаждении образца. Ясно видны перегибы, соответствующие критическим точкам, температуры которых легко определить по абсциссе. Перегибы эти отвечают аллотропическим превращением железа.
Если сопоставить данные кривые с дилатометрическими кривыми для чистого железа, можно убедиться, что метод электропроводности является более чувствительным для аллотропическим превращениям, так как на дилатометрической кривой превращение оказалось менее заметным.
Построение подобных кривых электропроводности для нахождения критических точек в исследуемом металлическом образце не представляет больших затруднений, так как существуют установки для непосредственной автоматической записи подобных кривых электросопротивления при любых температурах образца.