Нитроцементация стальных изделий в пастообразных карбюризаторах с нагревом в нейтральных соляных ваннах

• Автор: Гончаров, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Введение
Глава 1. Поверхностное упрочнение стали путем насыщения азотом и углеродом литературный обзор

1.1. Технологические процессы совместного насыщения стали азотом и углеродом

1.2. Особенности совместного насыщения стали азотом и углеродом

1.3. Перспективы использования соляных ванн для нагрева деталей при нитроцементации

1.4. Выводы. Направление исследования

Глава 2. Методика экспериментального исследования нитроцементации стальных изделий в высокоактивных обмазках с нагревом в соляных ваннах
2.1. Выбор сталей для исследования. Технология изготовления и химикотермической обработки образцов

2.2. Разработка конструкции газовой печи для химикотсрмической обработки

2.3. Методика исследования структуры, фазового состава и физикомеханических свойств нитроцементованных слоев

2.4. Методика определения износостойкости нитроцементованных слоев

2.5. Математическое планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
Глава 3. Исследование нитроцементации стальных изделий в пастообразных карбюризаторах с нагревом в нейтральных соляных ваннах
3.1. Выбор компонентов соляных ванн для различных режимов термической обработки
3.2. Разработка пастообразного карбюризатора для нитроцементации стальных изделий в нейтральных ваннах
3.3. Исследование влияния состава нитроцементующей пасты и режимов нитроцементации на глубину диффузионных слоев
Глава 4. Структура и свойства сталей, нитроцементованных с использованием нейтральных соляных ванн и азотистоуглеродных покрытий
4.1. Твердость и фазовый состав нитроцементованных слоев
4.2. Износостойкость сталей, нитроцементованных с использованием нейтральных соляных ванн и азотистоуглеродных покрытий
4.3. Технологические аспекты нитроцементации стальных изделий и гальванических покрытий с использованием азотистоуглеродных паст и нейтральных соляных ванн
4.4. Проверка разработанного метода упрочнения в производственных условиях
Общие выводы
Библиографический список
Введение


Этот процесс проводится при температурах 0. С и носит название мягкое азотирование. Тениферпроцессом . Исходя из проведенного анализа, можно сделать вывод, что цианирование в жидких средах отличается гораздо более высокой скоростью насыщения, чем в газовой атмосфере, свободой в комплектовании обрабатываемых изделий с различной глубиной слоя и возможностью их местного насыщения при неполном погружении в ванну. Жидкостное цианирование не требует использования дорогостоящих нитроцементующих агрегатов и очень удобно для мелкосерийного производства, в частности ремонтного. Однако стоимость насыщающих сред для жидкостного цианирования цианидов и особенно цианатов калия и натрия очень высока, во много раз дороже стоимости литроцементующих газов или твердых карбюризаторов, а самое главное, цианистые соли чрезвычайно токсичны и опасны для человека. Поэтому жидкостное высоко и среднетемпературное цианирование не применяются в массовом производстве, повсеместно заменяясь газовой нитроцементацией. Низкотемпературное цианирование ограниченно используется в единичном производстве, главным образом для карбонитрации режущего инструмента. Процесс совместного насыщения стали азотом и углеродом отличен от раздельных процессов азотирования и цементации, поскольку названные элементы оказывают существенное влияние на диффузию друг друга, изменяют скорость насыщения поверхностных слоев сталей и способствуют образованию специфических фаз в диффузионных слоях 1,,. Данные о параметрах диффузии азота и углерода в ужелезе, полученные разными исследователями, в значительной степени расходятся, однако можно считать установленным, что с увеличением содержания углерода коэффициент диффузии азота в стали снижается, а коэффициент
диффузии углерода в стали. Так, например, по данным Ю. М. Лахтина , коэффициент диффузии азота в ужелезе при 0С равен 2,9 см2с коэффициент диффузии углерода в ужелезе при 0С по другим данным он равен 5,2 см2с. Еще более противоречивые и неполные данные приводятся в литературных источниках по диффузии азота и углерода в атвердом растворе. Однако следует считать установленным, что совместная диффузия названных элементов во всех случаях происходит быстрее. Ускорение насыщения и повышение интенсивности диффузии в. В работах показано, что в газовой среде, содержащей карбюризатор и аммиак, заметная диффузия углерода в сталь начинается при 0С, т. АсЬвследствие образования. С железистоазотистой уфазы и растворения в ней углерода. Также установлено , что ниже температуры АС1 возможно значительное науглероживание стали при одновременной диффузии азота. Считается ,, что это явление обусловлено фазовой перекристаллизацией поверхностных слоев стали в процессе их нагрева до температуры обработки в газовой среде, содержащей аммиак, поскольку скорость диффузии углерода в металле с метастабильной решеткой возрастает. Изучение характера изменения концентрации углерода и азота в предварительно азотированном порошке железа концентрации 1, 3, и 5, при науглероживании его при 0С показало, что зависимость концентрации азота от концентрации углерода имеет линейный характер при построении проекции кривой насыщения С РК,т в координатах СЫ или С1Н . При обработке образцов толщиной 0,2 мм из углеродистой стали в среде аммиака и паров бензола при температуре С также было
установлено, что преимущественная диффузия в сталь углерода лимитирует насыщение стали азотом и наоборот. Таблица 1. Согласно 1, уменьшение концентрации азота при повышении концентрации углерода в слое может быть объяснено меньшей устойчивостью азотистых фаз нитридов и азотистого аустенита по сравнению с углеродистыми цементитом и аустенитом при температурах нитроцементации. По современным представлениям , в процессе нитроцементации атомы азота и углерода из внешнего источника, попадая в сферу поверхностных сил стали, взаимодействуют с атомами металла и адсорбируются силами связи кристаллической решетки. На начальной стадии азот и углерод проникают в решетку феррита, располагаясь в порах пустотах между металлическими атомами.