Азотирование, нитроцементация и другие виды химико-термической обработки.

Вработах Е. Н. Морозовой, Ф. Р. Флоренцевой и др. показана возможность сравнительно быстрого получения твердого азотированного слоя глубиной 0,2—0,3 мм при высокочастотном нагреве (в большинстве случаев при обычном азотировании для получения глубины слоя 0,2—0,3 мм требуется 10 ч и более). Такой слой при высокочастотном нагреве удается получить при температуре 550 °С у сталей 38ХМЮА, 25Х5МА и других марок за время 3—5 ч. Причиной сокращения времени, необходимого для получения такого слоя при высокочастотном азотировании, надо считать тот факт, что диссоциация аммиака происходит непосредственно на поверхности азотируемого изделия, температура которой выше, чем температура окружающего газа. Это повышает концентрацию активного атомарного азота и способствует насы­щению поверхности азотом. Повышение температуры высокоча­стотного азотирования выше 550 °С приводит к понижению твер­дости и не может быть рекомендовано для прочностного азоти­рования.

Практическому использованию высокочастотного азотирова­ния с целью получения твердого слоя препятствует трудность поддержания в течение сравнительно длительного времени доста­точно равномерной температуры на поверхности изделия или, особенно, в партии изделий.

Более перспективным представляется использование антикоррозионного высокочастотного азотирования.Температура в этом процессе может быть повышена до 600—650 °С и допущена разность температур до 50—100° в различных частях изделия и в партиях. При небольшой (0,02—0,04 мм) требуемой глубине слоя удается существенно сократить общее время процесса глав­ным образом за счет периода нагрева и довести его до 10—20 мин вместо 1—3 ч при нагреве в печи. Кратковременность процесса и от­сутствие выдержки позволяют создать механизированные устрой­ства в потоке механической обработки деталей.

В ряде работ изучены также возможности использования высокочастотного нагрева для ускорения процесса совместного насыщения углеродом и азотом — нитроцементации.

По данным ВНИИ ТВЧ, применение нитроцементации с на­гревом ТВЧ позволяет несколько увеличить глубину насыщения слоя и снизить содержание углерода на поверхности по сравнению с цементацией. Добавление аммиака к цементующему газу, полу­ченному из жидких углеводородов, не только увеличивает глу­бину слоя и снижает содержание углерода на поверхности, но и облегчает уничтожение цементитной сетки при последующей закалке. Последнее явление связано, по-видимому, с увеличением коэффициента диффузии углерода в присутствии азота.

В работе И. Н. Кидина и Ю. Г. Андреева показано, что применение высокочастотного нагрева для газовой нитроцементации повышает содержание азота в поверхностном слое и позволяет проводить процесс при более высоких температурах. Опти­мальное содержание аммиака в смеси уменьшается с 30—35% при обычном нагреве до 8—10%. Глубина слоя для стали марок 30 и ЗОХГТ при выдержке в течение 1 ч составляет 0,3 мм при тем­пературе 800 °С, 0,5 мм — при 900 °С и 1 мм — при 1000 °С.

Изучено также воздействие высокочастотного нагрева на хромирование, борирование, хромосилицирование и другие виды обработки. На железе Армко получены глубины хромированного слоя 0,12 мм при температуре 1200 °С за 10 мин при скорости на­грева 50 °С/с и глубине 0,1 мм за 10 мин при 1200 °С и скорости нагрева 3000 °С/с. 146-154 с.[7].

Рекомендуемая литература

1. Сулима А.М. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин./ А.М. Сулима, А.Б. Шулов, Ю.Д. Ягодкин. – М.: Машиностроение, -1988. -240 с.
2. Харламов Ю.А. Физика, химия и механика поверхности твердого тела./ Ю.А. Харламов, Н.А.Будагьянц. – Луганск.: Изд-во СУДУ, - 2000. - 624 с.
3. Лашко Н.Ф. Пайка металлов: 3-е изд. перераб. / Н.Ф. Лашко, С.В. Лашко.- М.: Машиностроение, -1984. - 398 с.
4. Багрянский К.В. Теория сварочных процессов./ К.В. Багрянский, З.А. Добротина, К.К. Хренов.- К. Вища школа, 1976. - 424 с.
5. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин./ М.М. Тененбаум. – М.: Машиностроение, -1966. -332 с.
6. Киффер Р. Твердые материалы./ Р. Киффер, Ф. Бенезовский. Перевод с нем. – М.: Металлургия, -1968. - 384 с.
7. Лахтин Ю.М. Химико-термическая обработка металлов./ Ю.М. Лахтин, Б.Н. Арзамасов. – М.: Металлургия, -1985. - 256 с.