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

13:36 Трубы 377х50

13:35 Трубы 325х8

13:35 Трубы 168х16

11:48 Червячная пара

09:06 Зуборезные работы.

09:06 Ножи промышленные.

09:06 Пружины.

09:06 Червячные пары

09:05 Штампы

09:05 Наварка валов

НОВОСТИ

24 Июня 2017 17:11
Самодельный лобзиковый станок

22 Июня 2017 18:37
Поворотный пешеходный мост через реку Халл в Англии (11 фото, 1 видео)

26 Июня 2017 07:13
”Волгограднефтемаш” отгружает оборудование для ”Чаяндинского НГКМ”

25 Июня 2017 17:15
Список 10 стран-лидеров по выплавке стали в мае 2017 года

25 Июня 2017 16:25
Инновационное оборудование ”ТКЗ” успешно введено в эксплуатацию

25 Июня 2017 15:33
Выпуск чугуна в ЕС в мае вырос на 2%

25 Июня 2017 14:11
На Верхнетагильской ГРЭС введен в эксплуатацию энергоблок с оборудованием ”ЗиО-Подольск”

НОВЫЕ СТАТЬИ

Основные аспекты проектирования и планирования дома

Мегоомметр, его разновидности и правильный выбор

Садовая спецтехника от компании Техно-Дача

Особенности поиска работы в промышленности

Проектирование и возведение частных домов

Основные виды и особенности вывоза мусора

Особенности покупки квартир в новостройках

Основные виды и применение шаровых кранов

Принудительная циркуляция и рекуперация воздуха в промышленности

Электрические и другие типы карнизов для штор

Профессиональное дистанционное образование

Эстетичность и функциональность изделий из натурального гранита

Применение, конструктивные особенности и типы фрезерных станков с ЧПУ

Каркасные металлоконструкции – основа промышленных и жилых сооружений

Металлокассеты их виды и использование для обустройства фасадов

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

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

Компания "Русский металл" 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.