Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Черная металлургия -> Термоциклическая обработка -> Специальные методы термоциклической обработки -> Специальные методы термоциклической обработки

Специальные методы термоциклической обработки

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  12  13  14  ...  16  17  18  ...  23  24  25 

20 %), чем изотермический, несмотря на меньшую длительность диффузионного насыщения в состоянии аустенита (на 30—40 %).

Впоследствии экспериментально был изучен процесс насыщения углеродом сталей 20, 20Х и 20ХН с различными параметрами температурно-временного режима ТЦО. Длительность одного цикла 6 мин. Для сопоставления и анализа результатов проводили изотермическое насыщение из твердого карбюризатора (90 % сажи марки ДГ-100 и 10 % Nа2СОз) при температуре, соответствующей максимальной в цикле. Результаты экспериментов показали, что за одинаковое время насыщения толщина науглероженного слоя после термоциклической цементации в 2—2,5 раза больше, чем после насыщения при постоянной температуре процесса. Науглероживание при ХТЦО более сильное в первых 5—10 циклах (продолжительность 0,5—1 ч). За это время получали углеродистый слой толщиной 0,8— 1 мм, тогда как такой же слой при изотермических условиях — через 3—5 ч. Изучено также влияние скоростных циклов на процесс цементации. Было определено, что для сталей 20 и 20Х наилучший результат получается при скорости термоциклирования 10 циклов в час.

Oписан высокоэффективный способ термоциклической цементации стали. Этот способ состоит из двух стадий ТЦО. На предварительной стадии выполняли 4-х—6-кратный нагрев на 30 — 50 °С выше точки Ас1 со скоростью 120—300 °С/мин и охлаждение до температур на 30—50 °С ниже точки Аг1 со скоростью порядка 60— 180 °С/мин. На стадии насыщения рекомендуется нагревать на 80— 100 °С выше точки Лс3 и охлаждать также на 30—50 °С ниже точки Ar1, число циклов зависит от требуемой глубины насыщаемого слоя. Например, получение цементованного слоя толщиной 1 —1,2 мм достигается при 8—10 циклах. Выбранная авторами схема ТЦО обусловлена тем, что на предварительной стадии получают сверхмелкозернистое строение с фрагментированной субструктурной и высокой плотностью дефектов кристаллической решетки. Это обеспечивает необходимую неравномерность состояния стали. На стадии термоциклического насыщения эта неравномерность усиливается. Об этом свидетельствуют результаты (табл. 6.2) определения по кристаллографическим плоскостям -110) и (220) физического уширения интерференционных линий рентгенограмм стали 20Х после каждой стадии обработки. Рентгенографическое исследование выполнено на установке УРС-50ИМ.

Эффективность термоциклической цементации с предварительной ТЦО оценивали сравнением с результатами, полученными при термоциклической цементации по способу, приведенному в работе. Установлено (табл. 6.3), что только вследствие применения предварительной ТЦО глубина насыщения увеличивается на 35 % (общая толщина цементованного слоя после 60 мин выдержки составляла 1,3—1,4 мм). Общая длительность ХТО с термоциклированием сократилась в 8—10 раз.

ЦХТО по способу, приведенному в работе, обеспечивает измельчение структуры как цементованного слоя, так и сердцевины изделия. Это повышает комплекс механических и эксплуатационных свойств. Так, на исследованной стали 20Х твердость поверхностного слоя 62—63 HRC», ударная вязкость 138—142 Дж/см2. Важно, что в 1,5 раза возрастает предел усталостной прочности образцов по сравнению с теми образцами, которые были обработаны по способу-прототипу.

Свойства цементованного слоя зависят от его структуры, а конфигурация и размер карбидов, выделяющихся в цементованном слое,— от состава стали и режима ХТО. Получение карбидов нужных форм и размеров—очень сложно. Oптимальная структура и соответствующие свойства цементованного слоя получены с использованием ТЦО в процессе цементации. Исследование выполнено на образцах из сталей 12ХНЗА, 25ХТМ, 20Х и поршневых пальцах из стали 12ХНЗА. Цементацию производили в твердом карбюризаторе при периодическом изменении температуры и постоянном температурном режиме производственной технологии. Время цементации в обоих случаях 18 ч. После цементации образцы и детали подвергали стандартной закалке и отпуску.

Исследование структуры изделий, прошедших термоциклическую цементацию, показало, что карбидные включения во всей толщине слоя имели округлую форму и малые размеры. В цементованном слое, полученном традиционным (изотермическим) способом обработки, карбиды располагались преимущественно по границам зерен в виде сетки. Отмечено увеличение скорости насыщения при термоциклической цементации в 1,5—1,8 раза по сравнению с цементацией при постоянной температуре. Поэтому почти вдвое увеличилась эффективная толщина упрочненного (цементованного) слоя. На рис. 6.3 показаны результаты замера микротвердости после различных режимов цементации стали 12ХНЗА. Натурные испытания на статическое разрушение поршневых пальцев показали, что цементованные пальцы по термоциклическому режиму намного прочнее тех, которые были обработаны по традиционному способу ХТО. Аналогичный результат получен при испытаниях на усталостную прочность при изгибе образцов.

Часто при изотермической цементации сталей 20Х, 18ХГТ и 20ХГНР до получения углерода в поверхностном слое до 1,1 —1,3 % образуются дефекты в структуре в виде троститных полос или карбидной сетки по границам зерен, что приводит к значительному снижению прочности деталей. Кроме того, в тонком поверхностном слое

толщиной 10—20 мкм появляются мелкие графитовые включения. Эти включения образуются в результате распада карбидов и выделения углерода под действием высокой температуры, кислорода и кремния, всегда содержащихся в сталях.

В целях получения гарантированного бездефектно науглероженного слоя и сокращения длительности цементации был опробован способ термоциклической

цементации названных выше сталей в среде с постоянным составом (эндогаз с 4 % природного газа). Науглероживание сталей из газовой среды в изотермическом режиме вели при 930 °С в течение 5 ч, а в режиме 5-кратного термоциклирования обработку вели в течение 3 ч с изменением температуры 680 ^ 980 °С и выдерживали при этих температурах по 10—15 мин. В табл. 6.4 приведены данные по толщине цементованного слоя, полученного на каждой из обработанных сталей.

На рис. 6.4 показано изменение микротвердости в глубь образцов после различных режимов цементации.

Итак, можно считать вполне доказанным, что цементация сталей при некоторых циклически изменяющихся температурных режимах более эффективна, чем при постоянной температуре насыщения. Кроме того, совмещение ТЦО с приложением механических напряжений (нагрузок, давлений) на деталь позволяет еще больше ускорить процесс цементации. Процесс, при котором осуществляется насыщение металла другими химическими элементами в условиях переменной температуры и действия упругих напряжений, можно назвать химико-механотермоциклической обработкой (ХМТЦО).

Японский исследователь Есика Осида предложил в целях интенсификации процессов диффузионного насыщения стали углеродом помимо термоциклирования применять одновременное приложение напряжений растяжения (пат. № 679154, СССР и пат. № 4016012, США). В одном случае напряжения возникают от растяжения наружной системой с помощью гидравлики, а во втором — от периодического ввода под

давлением газового карбюризатора. Колебания температуры при этом должны быть в интервале 650- -850 °С. Время обработки и скорость термоциклирования назначаются в зависимости от необходимой глубины

и степени насыщения поверхности. Так, для стали марки SS41 (по японскому стандарту JJS) длительность механотермоциклической цементации составляет 80 с. Тот же процесс, но без приложения напряжения длится 150—200 с. Обычная цементация продолжается несколько часов.

6.5. ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКАЯ НИТРОЦЕМЕНТАЦИЯ

Нитроцементация, т. е. насыщение поверхности стальных изделий азотом и углеродом одновременно, является наиболее прогрессивным способом ХТО и поэтому наиболее широко используется в производстве. Не случайно, что большое внимание исследователей и производственников уделено разработке нитроцементации в режиме ТЦО. Особенностями процесса нитроцементации конструкционных сталей являются понижение максимальной температуры насыщения до 870 °С и снижение содержания аммиака в газовой среде от 10—25 до 1—5 %. Это резко уменьшает вероятность образования крупного зерна, «темной составляющей», в структуре и избыточной карбонитридной фазы (сетки), снижающих прочностные и пластические свойства деталей. Снижение температуры обработки при нитроцементации обусловлено тем, что диффундирующий в сталь азот существенно уменьшает значения температуры критических точек и этим обеспечивает необходимую диффузию углерода в аустенит при меньших температурах.

Эффект диффузионного переноса углерода с поверхности цементованного образца в более глубокие слои под воздействием поверхностного охлаждения был получен экспериментально. Показано, что повторение циклов попеременного насыщения углеродом и азотом повышает результирующую концентрацию упрочняющих элементов в поверхностном слое стали до уровня, превышающего общий потенциал атмосферы, так как при каждом последующем цикле в равновесие с насыщающей средой приходит поверхность детали, временно обедненная то углеродом, то азотом. Эксперименты показали, что содержание углерода и азота в поверхностных слоях образцов из стали 18ХГТ, нитроцементованных по термоциклическому и изотермическому режимам, неодинаково (табл. 6.5). Из анализа данных таблицы видно, что значения содержания С и N по всей толщине слоя больше после термоциклической (числитель), чем после такой же по длительности изотермической (знаменатель) нитроцементации.

Таким образом, показано, что нестационарный (термоциклический) температурный режим иитроцементации позволяет регулировать степень насыщения стали азотом и углеродом в широких пределах, доводя содержание азота в слое стали 18ХГТ до 3 %. Достоверного объяснения этому факту пока еще нет.

Нитроцементации подвергали также образцы из сталей 20Х, 20ХНЗА и 25ХГНМТРЧ в атмосфере шахтных печей, состоящей из природного газа и аммиака. Время термоциклического насыщения 4—8 ч, число циклов 3—8.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  12  13  14  ...  16  17  18  ...  23  24  25 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.03.29   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

12:50 Заклепки алюминиевые ударные оптом

12:47 Продаются круги шх15 оптом.

10:48 Купим подшипники разные

08:49 Труба ТФ 89х7 НД-2-2-20 2У1

07:39 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

07:39 Сварочный генератор ГД 2х2503, генератор ГД 4004,

07:39 Дизельные электростанции АД 150

17:51 Металлорежущие станки плазменной и газовой резки

17:50 Проектирование и изготовление пресс-форм

17:11 Пресс-форма по образу или оригиналу изделия

НОВОСТИ

24 Марта 2017 17:16
Станки с ЧПУ для гибки проволоки в работе

22 Марта 2017 14:08
Необычные строения из алюминия в Японии (17 фото)

20 Марта 2017 23:31
Станки и оборудование специалисты смогут выбрать на выставке Mashex Siberia

26 Марта 2017 11:29
Азиатский выпуск чугуна в феврале вырос на 1,8%

26 Марта 2017 10:28
Альметьевский завод ”Римеры” подтвердил соответствие международному стандарту автопрома

26 Марта 2017 09:53
”ЧТПЗ” успешно провел третий в истории выпуск облигаций серии 001P-03

26 Марта 2017 08:05
”СУМЗ” обновил парк грузовых вагонов на 112 млн. рублей

26 Марта 2017 07:52
”Сусуманзолото” привлечет в ”Сбербанке” кредит на 1 мдрд. руб. для финансирования добычи

НОВЫЕ СТАТЬИ

Пищевое оборудование из нержавеющих сталей

Лист нержавеющий холоднокатанный AISI 310S

Нержавеющий холоднокатанный и другие виды листового проката по AISI

Эффективность технологии ультразвуковой очистки поверхностей

Фурнитура и комплектующие для откатных ворот

Конструкция и особенности наиболее применяемых видов силовых трансформаторов

Основные виды натурального камня

Труба из нержавеющей стали: классификация и область применения

Разновидности труб из коррозионностойкой стали и их применение в бытовых и промышленных условиях

Труба нержавеющая 20Х23Н18 для химпрома

Труба нержавеющая в обеспечении комфортной работы предприятий

Купить металлопрокат в Тамбове

Что лучше: купить квартиру с отделкой или без отделки?

Технологии остекления балконов и цены в Киеве

Гравировка на металле: улучшаем офис для успеха в бизнесе

Использование трубы нержавеющей 12Х18Н10Т в машиностроении и других остраслях

Труба нержавеющая 10Х17Н13М2Т в отраслях промышленности

Труба нержавеющая 06ХН28МДТ в котельной промышленности

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.