Файл: Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие..pdf

Процессы одновременного насыщения поверхностного слоя стали углеродом и азотом называются нитроцемен­ тацией или цианированием. Нитроцементация проводит­

лях, содержащих NaCN, KCN. Нитроцементацию и циа­ нирование проводят при 870 или 560°С. Обработке при 870°С подвергают низкоуглеродистые стали. Так, ори цианировании при этой температуре за 1 ч образуется циаиированный слой толщиной около 0 , 2 мм, а при нитроцементации за 5 ч — 0,5—0,7 мм. Закалку производят непосредственно из печи или цианистой ванны. Нитроцементоваиный или циаиированный слой 'более износо­ стойкий, чем цементованный. Нитроцементация и циани­ рование при 560°С проводятся как дополнительная обра­ ботка предварительно закаленных и отпущенных на сор­ бит среднеуглеродистых конструкционных сталей или от­ пущенных на мартенсит быстрорежущих и других инст­ рументальных сталей.

§ 26. Диффузионные покрытия

Алитирование — процесс диффузионного насыщения по­ верхностных слоев деталей алюминием с целью получе­ ния жаростойкой поверхности. Распылением струей сжатого воздуха на поверхность детали наносят тонкий слой расплавленного алюминия, после чего деталь об­ мазывают смесью серебристого графита, огнеупорной глины и жидкого стекла и подвергают отжигу при тем­ пературе 920°С, 3 ч. При этом алюминий диффундирует в железо на глубину до 0,5 мм.

При горячем покрытии изделие погружают в жидкий металл. При этом получается тонкий поверхностный слой сплавленного металла, на котором остается металл, покрытия. Так производят горячее цинкование, которое

ключается в том, что полуфабрикат (лист, пруток) по­ крывают каким-либо металлом, после чего проводят прокатку. В результате получается биметалл.

Металлизация распылением — нанесение на поверх­ ность изделия тонкого слоя металла, защищающего из­

81

делие от коррозии. Для этого расплавляют металличес­ кую проволоку в электрической дуге или кислородно­ ацетиленовом пламени и распиливают жидкий металл струей сжатого воздуха или азота. Частицы металла, ударяясь с большой силой о поверхность изделия, сцеп­ ляются с ним.

§ 27. Дефекты и брак при термической обработке стали

Из многочисленных видов дефектов и брака при терми­ ческой и химико-термической обработке наиболее рас­ пространены следующие. При слишком резком охлаж­ дении или неправильном погружении изделия в охлади­ тель возникает коробление и образуются трещины.

В результате пятнистой закалки получается неодина­ ковая твердость различных участков закаленного изде­ лия. Причиной этого дефекта является толстый слой окалины, который с неодинаковой скоростью отделяет­ ся от изделия при погружении его в закалочную среду, или образование паровой .рубашки.

Обезуглероживание — выгорание углерода с поверх­

не соблюдаются одинаковые расстояния между издели­ ями в цементационном ящике, получается неоднородный цементованный слой (см. лаб. работу № 3).

По качеству стали делится на стали обыкновенного качества, качественные и высококачественные. ГОСТ на

82

конструкционные стали допускает содержание серы н фосфора в следующих пределах: для сталей обыкновен­

особыми свойствами: нержавеющие, жаропрочные, маг­ нитные и др.

Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380—71) уг­ леродистые, конструкционные делят на три группы: группа А — гарантируются только механические свойст­ ва; группа Б — гарантируется только химический состав и группа В — гарантируются химический состав и меха­ нические свойства. Причем химический состав тот же, что и в группе Б. В зависимости от нормируемых пока­ зателей (химический состав, механические свойства, технологические пробы) каждая группа разделяется на категории 1—6 . По степени раскисления стали разделя­ ются на кипящие (кп), полуспокойные (пс) и спокойные (сп). Все стали маркируются буквами Ст.

Например, сталь СтЗсп-—это сталь группы А спо­ койная с механических# свойствами ов=38—49 кгс/мм2,

ат= 21—25 кгс/мм2 и 8 = 2 3 —25%.

'Сталь по ГОСТ 380—71 выплавляют кислородно­ конверторным и мартеновским способами. Из стали группы А изготавливают детали сельскохозяйственных машин и орудий, не испытывающих больших напряже­ ний и не требующих термической обработки, — крепеж­ ные детали (Ст2кп), рамы комбайнов (Ст5кп). Из стали групп Б и В изготавливают детали, подвергаемые объемной или местной термической обработке, например оси машин (БСт 6сп2). Лемехи изготавливают из стали Л65 группы В (~0,6% С; 0,7% Мп).

Сталь углеродистую качественную конструкционную (ГОСТ 1050—60) маркируют двумя цифрами, обознача­ ющими концентрацию углерода в сотых долях процен­ та. Сталь по этому ГОСТу широко применяют для от­

стали 35, 40, 45—85 подвергают закалке и отпуску. Пс этому же ГОСТу поставляется сталь с повышенным со­

83

держанием марганца, которая маркируется буквой Г, например 70Г с 0,7% С и 0,9—1,2% Мп.

Сталь качественную и высококачественную легиро­ ванную перлитного класса (ГОСТ 4543—71) применя­ ют для особо ответственных деталей и подвергают тер­ мической обработке. Легирующие элементы обознача­ ются следующими буквами: Г — марганец; С — кремний;

буква легирующего элемента, после которой стоит чис­ ло, обозначающее среднее содержание легирующего эле­ мента в процентах, и если сталь высококачественная, то в конце ставится буква А. Например, из стали 15Х сле­ дует, что сталь качественная с содержанием ~0,15% С и до 1% Cr; 12ХНЗА — сталь хромоникелевая с содер­ жанием — 0,16% С, 0,6—0,9% Сг, 2,75—3,15% №, высо­ кокачественная. Обе эти стали цементуемые. Конструк­ ционные качественные и высококачественные стали вы­ плавляют в мартеновских и электрических печах.

К сталям с особыми свойствами относятся высоколе­ гированные коррозионностойкие', жаропрочные (сохра­ няющие механические свойства при высоких темпера­ турах), жаростойкие (не окисляющиеся при высоких температурах) и т. д. (ГОСТ 5632—72). Маркируются эти стали так'же, как и в ГОСТ 4543—61. Например,

содержат ~0,35% С, жаростойкие. Износостойкая мар­ ганцовистая сталь Г13Л содержит 1% С, 12—14% Мп, относится к аустенитному классу, обладает большой пластичностью и износостойкостью, так как в результа­ те наклепа и работы при ударных нагрузках аустенит повышает свою твердость НВ со 150 до 500.

Качественные и высококачественные стали широко применяют в автотракторостроении. В сельхозмашино­ строении—значительно меньше. Цементуемые и нитроцементуемые детали: поршневые пальцы, рессорные

84