Азотированию подвергают

Азотирование применяют для повышения: 1) твердости и износоустойчивости; 2) усталостной прочности; 3) сопротивления коррозии.

Антикоррозионное (декоративное) азотирование применяют взамен дорогостоящих гальванических покрытий (хромирования и никелирования).

Азотирование (насыщение азотом) обеспечивает особо высокую твердость и износостойкость поверхностных слоев. Азотируют готовые детали без последующей закалки. Для азотируемых колес применяют молибденовую сталь 38Х2МЮА, расширяется применение азотирования безалюминиевых сталей типа 40ХФА, 40ХНА, 40Х до меньшей твердости, но большей вязкости. Азотирование — длительный процесс, требующий до 40...60 ч. Возможно ускорение процесса до 10 раз применением ионного азотирования и азотирования в тлеющем разряде. Зубья после азотирования в связи с минимальным короблением не шлифуют. Поэтому азотирование применяют для колес с внутренними зубьями и других, шлифование которых трудно осуществимо. Недостатками азотированных колес являются малая толщина упрочненного слоя, равная 0,2...0,5 мм, не позволяющая применять их: а) при ударных нагрузках из-за опасности растрескивания упрочненного слоя; б) при работе с интенсивным изнашиванием (при загрязненной смазке, попадании абразива) из-за опасности истирания упрочненного слоя и быстрого выхода передачи из строя.

Азотирование применяют как с целью поверхностного упрочнения (повышение твердости, износостойкости, сопротивления задиранию, усталостной прочнс-

Антикоррозионное азотирование применяют для защиты углеродистой стали, работающей в условиях атмосферной коррозии. Получаемый слой глубиной 0,015— 0,030 мм обладает повышенной стойкостью во влажной воздушной среде, водопроводной воде, неочищенном масле, бензине, перегретом паре и других средах, В растворах кислот и морской поде стойкость его против коррозии низкая.

Азотирование применяют для упрочнения верхних слоев сплавов, повышения их износостойкости, а также для получения антикоррозионной поверхности.

Твердое азотирование применяют в машиностроении, где к деталям предъявляются особые требования по износостойкости и усталостной прочности, например в производстве дизельной аппаратуры, измеритель-

Антикоррозийное азотирование применяют для изделий из углеродистых и низколегированных сталей. Если к деталям предъявляются требования повышенной твердости, их после антикоррозийного азотирования следует закалить с соответствующей для данной стали температурой.

Азотирование применяют и для мало- и средненагруженных колес сложной конфигурации, например, с внутренними зубьями, шлифование которых трудно осуществить. В этом случае зубчатые колеса изготовляют из стали 40Х (конические) или 40ХФА (цилиндрические). После азотирования на глубину 0,1—0,13т (но не более 0,6 мм), в результате которого обеспечивается минимальная деформация, проводится только притирка или хонинго-вание зубьев. Азотированные колеса при большем числе циклов нагруженнй не уступают по контактной прочности (сопротивлению выкрашиванию) цементованному (нитроцементованному), но вследствие малой толщины слоя для них должна быть меньше контактная нагрузка.

Азотирование — насыщение поверхностных слоев азотом, обеспечивает особо высокую твердость (58...65)HRC3 и износостойкость поверхностных слоев. Азотируют готовые детали без последующей закалки. Для азотируемых колес применяют молибденовую сталь 38Х2МЮА (Ю—алюминий), безалюминиевые стали типа 40ХФА, 40ХНА, 40Х. Зубья после азотирования в связи с малой толщиной слоя насыщения и малым короблением не шлифуют. Поэтому азотирование применяют для- колес с внутренними зубьями и других, шлифование которых трудно осуществимо. Недостатком азотированных колес является малая толщина упрочненного слоя (0,2...0,5 мм), не позволяющая применять их при ударных нагрузках из-за опасности растрескивания упрочненного слоя и при работе с интенсивным изнашиванием (при загрязненной смазке).

В теплотехнике азотирование применяют для уменьшения пригорания и задирания резьбы.

На практике азотированию подвергают легированные стали. Наличие легирующих элементов, как и углерода, существенно не изменяет кинетику образования азотированного слоя.

1. Повышение твердости и из но coy сто йчив о сти —основное назначение процесса азотирования. Для этой цели азотированию подвергают специальные стали (нитраллои), содержащие элементы, дающие нитриды высокой термическо! устойчивости (CnN, MoN, A1N). Наиболее распространенной в СССР маркой стали, предназначенной для азотирования, является сталь 35ХМЮА (0,50—0,38% С; 1,35—1,65% Сг; 0,4—0,6% Мо и 0,75— 1,1% А1). Наличие углерода приводит к образованию на поверхности карбо-нитридных фаз типа Fe3C, N) или Fe2(N, С).

Наиболее высокая твердость соответствует температурам насыщения, при которых образуются однослойные (по азоту) нитриды, полностью когерентные с а-фазой, затрудняющие движение дислокаций. Насыщение при температурах, при которых частицы нитридов укрупняются и когерентность нарушается, приводит к понижению твердости. Поэтому азотированию подвергают легированные стали, содержащие Сг, V, Мо и др. элементы. Часто азотируют сталь 38Х2МЮЛ (0,38 % С, 1,5 % Сг, 0,9 % А] и 0,2 % Мо), содержащую алюминий и обеспечивающую очень высокую твердость на поверхности -- HV 1000-1200 (10 000—12 000 МПа).

.'Зону внутреннего азотирования алюминий не упрочняет. При высоком содержании алюминия под слоем е-фазы формируется область легированной алюминием у-фазы с высокой твердостью (I1V 1200). Алюминиевая у'-фаза нередко образует по границам зерна сетку, охрупчивая азотированный слой. Наиболее перспективны для азотирования Сг — Мо — V * стали, обеспечивающие при одинаковых условиях насыщения большую эффективную толщину азотированного слоя. Азотированный слой на этих сталях не хрупок и обладает высокой твердостью HV 900—950 (9000—9500 МПа). Азотированию подвергают многие конструкционные, нержавеющие, жаропрочные и инструментальные стали, а также чугуны.

Азотированию подвергают детали машин, работающие при высо-ч ких температурах, а также детали, эксплуатирующиеся в атмосфере отработанных газов. К таким деталям относятся гильзы цилиндров, клапаны, шестерни, валы и т. п. Процесс азотирования был предложен Н. П. Чижевским. Внедрению этого процесса способствовали работы Н. А. Минкевича, Ю. М. Лахтина и др.

Для повышения усталостной прочности азотированию подвергают легированные конструкционные стали, в поверхностном слое которых образуются напряжения

Азотирование производят в среде диссоциированного аммиака в течение 50—70 ч. при 560—580°. Кратковрем. азотированию (0,5—1 ч. при 500—700°) отливки подвергают для повышения корроз. стойкости в среде пара и воды. Азотированию подвергают отливки, легированные примесями, способными образовать нитриды — А1, Сг, Мо. Перед азотированием отливки серого чугуна подвергают закалке с отпуском или нормализации для получения наиболее благоприятной для азотирования сорбито-образной структуры. Отливки из белого или отбел. чугуна перед азотированием подвергают отжигу для частичного разложения карбидов и образования ферритно-графитной структуры. После этого их подвергают закалке при 800—#50° и крат-коврем. отпуску при 600°. Толщина азотированного слоя = 0,25—0,4 мм, твердость = 600—800 НВ.

С целью повышения предела выносливости и износостойкости азотированию подвергают многие силовые детали, работающие в условиях повторно-переменных нагрузок, изготовленные из сталей типа ЗОХ2Н2ВФА, 18Х2Н4ВА, ЗОХ-2Н2ВА, 40ХНВА, ЗОХЗВА, 38ХНМФ, 35ХНЗМФ, 40ХНМА, ЗОХМФ и др.

Широкое применение находит также азотирование аусте-нигных и нержавеющих сталей. Аустенитная сталь имеет низкую износостойкость. Азотирование •— наиболее эффективный способ резкого повышения износостойкости аустенитной стали. Эффективно действует азотирование и на нержавеющую сталь. Азотированию подвергают инструментальные стал;!, теплоустойчивые и жаропрочные [28 J. Хорошие результаты были получены при азотировании режущего инструмента из стали марок Р9 и Р18 вместо их цианирования.

Азотированию подвергают чугуны и стали различных марок (углеродистых и легированных). Предпочтение отдают легированным сталям, содержащим аллю-миний. К этим сталям относятся 35ХМЮА, 38ХМЮА и 35XIOA, у которых после азотирования твердость достигает HV 960—1150. Чугуны, содержащие алюминий и хром, имеют твердость после азотирования в пределах HV 700— 1000. У углеродистых сталей и серых чугунов твердость после азотирования составляет HV 500—700.

Азотированию подвергают детали машин, работающие в условиях трения и знакопеременных нагрузок, например зубчатые колеса, валики, шпиндели, гильзы моторов и насосов, кулачки, мерительный инструмент и другие изделия.

Рекомендуем ознакомиться:

Азотсодержащих соединений

Ацетобутират целлюлозы

Аддитивной постоянной

Адгезионной способностью

Адгезионно когезионные

Адиабатическое расширение

Адиабатное расширение

Администрация предприятия

Меню:

Главная страница Термины