Цементация стали

Главная » Обработка стали » Цементация стали

Многие детали, изготовленные из металла с низким содержанием углерода, подвергаются такому технологическому процессу, как цементация стали. После этого показатели повышается до 0,8-1,2%. Если теперь такую деталь закалить, то в поверхностном слое получится мартенситная структура с высокой твердостью и износостойкостью, а сердцевина, хотя и не закалится вследствие низкого содержания углерода, однако приобретет более однородную мелкозернистую структуру. Благодаря этому механические свойства сердцевины улучшаются, а главное, она сохраняет высокую вязкость и способность воспринимать ударные нагрузки.

Процессу цементации стали подвергаются только те детали, которые изготовляют из углеродистых сталей обыкновенного качества. Для ответственных тяжело нагруженных деталей применяют легированные виды данного металла: хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевые. Карбюризатором при этом служит газ, содержащий углеводороды. При высокой температуре он разлагается (диссоциирует) и дает необходимый для данной технической операции атомарный углерод.

Карбюризатором может служить, например, природный газ, который содержит 95-97% СН4. При отсутствии его можно использовать керосин. Он вводится в рабочее пространство печи и под действием высокой температуры, испаряясь, также превращается в газовый карбюризатор.

Разложение углеводородов может происходить таким образом, что наряду с основными веществами образуется смола и сажа, которые оседают на поверхности деталей. При выделении из них водорода образуется кокс, который препятствует цементации стали.

Промышленностью выпускается специально искусственный жидкий карбюризатор - синтин . Он обладает высокой активностью и, главное, почти не дает закоксовывания, а получающееся небольшое количество сажи легко удаляется с деталей. Важным преимуществом газовой цементации стали является возможность закалки непосредственно с цементаионного нагрева. При этом сокращается цикл обработки, уменьшается окисление поверхности деталей и снижается стоимость термической отделки.

Несмотря, однако, на всю заманчивость процесса, он может быть применен далеко не всегда. Ограничения здесь объясняются двумя причинами. Во-первых, длительная выдержка при высокой температуре в период цементации стали приводит к росту зерна. Если продукция после этого охлаждается обычным способом, а затем перед закалкой проводится повторный нагрев, то происходит перекристаллизация. Это связано с тем, что в период операции в условиях высокой температуры в аустените растворяется большое количество легирующих элементов, и потому он приобретает большую устойчивость при закалке.

Яндекс.Метрика
На главную