Общие понятия.

Многие изделия по условиям эксплуатации должны обладать в поверхностных слоях большой твердостью, износостойкостью, а в сердцевине — большой пластичностью и вязкостью, чтобы сопротивляться ударным нагрузкам. Так, ша¬тунные и коренные шейки коленчатого вала двигателя, которые испытывают трение в опорах (подшипниках), должны иметь вы¬сокую поверхностную твердость, в то время как весь вал, испы¬тывающий в процессе работы удары, должен быть вязким и проч¬ным. Твердыми и вязкими должны быть и зубчатые колеса: по¬верхность из зубьев не должна истираться, чтобы не нарушалась правильность зацепления, тогда как их сердцевина должна обла¬дать достаточной вязкостью, предохраняющей деталь от разру¬шения вследствие нагрузок.
В связи с этим для ряда изделий применяется химико-терми-ческая обработка, позволяющая изменять химический состав по- 118
верхностного слоя отдельных элементов изделия и повышать его твердость, износостойкость и другие свойства без изменения со¬става и свойств сердцевины. Термическая обработка, при кото¬рой изменяется не только структура, но и химический состав по¬верхностных слоев изделий, называется химико-термической об¬работкой.
Среди различных элементов, которые обладают свойством проникать в сталь при ее нагреве, первое место занимает угле¬род. С увеличением содержания углерода в поверхностных слоях изделия их твердость повышается, в то время как сердцевина остается вязкой.
Кроме углерода, способностью проникать в сталь обладает и ряд других элементов, например азот, придающий стали еще большую твердость, чем углерод, а также алюминий, хром, крем¬ний, при наличии которых сталь менее окисляется и не дает ока¬лины при нагреве. Поэтому химико-термическая обработка сталь¬ных деталей широко применяется в практике машиностроения.
Наиболее распространенными видами химико-термической обработки являются цементация, азотирование, цианирование.
Цементация. Процесс насыщения поверхностных слоев стали углеродом называется цементацией. Вещества, являющиеся ис¬точником углерода при цементации, называются карбюризато¬рами. Цементация может производиться в твердых, газообразных и жидких карбюризаторах. Во всех видах цементации исходным материалом является сталь с содержанием углерода не более 0,3%. При таком содержании углерода обеспечивается вязкость сердцевины изделия. В поверхностном слое изделия после цемен¬тации должно быть от 0,9 до 1,1 % углерода с постепенным умень¬шением к сердцевине изделия. При более высоком содержании поверхностные слои становятся очень хрупкими.
Глубина цементации составляет от 0,1 до 2,0 мм. Детали ма¬шин в большинстве случаев цементируют на глубину 0,8—2 мм. В отдельных случаях возможна цементация на глубину 9—10 мм и больше.

Яндекс.Метрика