Двухкомпонентное диффузионное упрочнение поверхности литых деталей машин

• Автор: Мосоров, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основы химикотермической обработки

1.2. Виды химикотермической обработки

1.3. Борирование сталей.

1.4.Влияние состава стали на процесс диффузионного насыщения бором

1.4.1. Термическая обработка борированных сталей

1.4.2. Структура и свойства боридных слоев

1.4.3. Взаимосвязь пластичности борированных слоев с механическими свойствами борированных сгалей.
1.5. Диффузионное хромирование
1.5.1. Многокомпонентное насыщение металлами и неметаллами
1.5.1.1. Борохромирование.
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. Материалы и оборудование.
2.2. Методы исследования структуры и состава диффузионных слоев
2.3. Методика химикотермической обработки
2.4. Определение механических свойств.
2.5. Исследование структуры образцов
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ДИФФУ
ЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ БОРОМ, ХРОМОМ И КОМПЛЕКСНОЕ НАСЫЩЕНИЕ
3.1. Изотермическая химикотермическая обработка
стали.
3.2. Насыщение поверхности сталей бором
3.3. Насыщение сталей хромом.
3.4. Насыщение поверхности сталей бором и хромом
3.5. Исследование и математическое описание процесса брохромирования стали Л
3.6. Механические свойства борохромированных слоев
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА БОРИРОВАННОГО СЛОЯ А ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ 5 5Л
4.1. Проблема фазового состава.
4.2. Методика исследования.
4.3. Экспериментально наблюдаемый фазовый состав в поверхностных слоях исследуемых сталей.
4.4. Фазовый состав и параметры структуры по глубине
4.5. Результаты изучения фазового состава
4.6. Дефектная структура.
Заключение.
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
5.1. Повышение стойкости деталей машин методами химикотермической обработки.
5.2. Испытание направляющих втулок. 1
5.3 Правильноотрезной станок
Заключение. 1
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При ХТО достигается гораздо большее различие в свойствах сердцевины и поверхностных слоев, чем при других видах поверхностной термической обработки. Так как при механических и термических методах упрочнения поверхности изменяется только структура поверхностных слоев, а при ХТО еще изменяется их химический состав. ХТО можно подвергать детали любых размеров и конфигураций. При других методах поверхностного упрочнения, например, при накатке роликами, закалке токами высокой частоты (ТВЧ) размеры и особенно форма играют исключительно важную роль. Как правило, детали сложной конфигурации подвергнуть поверхностному упрочнению этими методами весьма сложно или вообще невозможно. Основная угроза, возникающая при всех термических видах поверхностного упрочнения - перегрев поверхности, при ХТО или отсутствует, или может быть устранен последующей термообработкой. При реализации любого процесса ХТО изделия выдерживают определенное время при определенной температуре насыщения в реакционной среде. Реакционные среды могут быть твердыми, жидкими, газообразными. В качестве насыщающих элементов для сплава железа могут быть использованы многие металлы и неметаллы, причем можно вводить их в изделие, как по отдельности, так и в различных сочетаниях. Физико-химические процессы, происходящие вблизи поверхности при химико-термической обработке, заключаются в образовании диффундирующего элемента в атомарном состоянии вследствие химических реакций в насыщающей среде или на границе раздела среды с поверхностью металла (при насыщении из газовой или жидкой фазы), сублимации диффундирующего элемента (насыщение из паровой фазы), последующей сорбции атомов элемента поверхностью металла и их диффузии в поверхностные слои металла. Концентрация диффундирующего элемента на поверхности металла, а также структура и свойства диффузионного слоя зависят от метода ХТО. Глубина диффузии элемента возрастает с повышением температуры (по экспоненциальному закону) и с увеличением продолжительности процесса (по параболическому закону). Диффузионный слой, образующийся при ХТО деталей, изменяя структурно-энергетическое состояние поверхности, оказывает положительное влияние не только на физико-химические свойства поверхности, но и на объёмные свойства деталей [-]. Важнейшим условием образования диффузионного слоя на поверхности материала является растворимость диффундирующего элемента в насыщаемом материале при данной температуре. Также возможно образование диффузионного слоя элементами, имеющими низкую растворимость в материале, но образующими с ним химическое соединение. Требуемые свойства поверхностных слоев могут формироваться как в процессе самой химико-термической обработки, так и при последующей термообработке. Также последующей или сопутствующей термообработкой придают необходимые механические свойства сердце-вине детали. В случае низкотемпературных процессов (азотирование, цинкование, цианирование, некоторые способы алитирования, и т. Следует также особо подчеркнуть, что химико-термической обработкой изделиям можно придать такой комплекс эксплуатационных свойств, достижение которых объемным легированием или невозможно (азотирование, борирование, фосфорирование), или экономически невыгодно (хромирование, хромониобирование, молибденирование, вольфрамирование) [3, , ]. Так как такие элементы, как бор, азот повышают твердость при значительном ухудшении других свойств -ковкости, пластичности, ударной вязкости []. Другие элементы, такие как фосфор и сера являются вредными примесями в сталях, так как приводят к различным дефектам и от них стремятся избавиться. Металлические же легирующие материалы, такие как хром, титан, ниобий, тантал, вольфрам, никель и т. На практике в подавляющем большинстве случаев ХТО подвергают сплавы на основе железа (стали и чугуны), реже - сплавы на основе тугоплавких металлов, иногда - твердосплавы и керамики, еще реже - сплавы цветных металлов и почти никогда - композиты, пластмассы. Хотя практически все металлы могут образовывать слои с подавляющим большинством элементов периодической системы.