Химико-термическая обработка стальных отливок заключается в помещении отливок в активную среду при определенной температуре для сохранения тепла, чтобы один или несколько химических элементов могли проникнуть на поверхность.Химико-термическая обработка может изменить химический состав, металлографическую структуру и механические свойства поверхности отливки.Обычно используемые процессы химической термообработки включают науглероживание, азотирование, карбонитрирование, борирование и металлизацию.При выполнении химико-термической обработки отливок следует всесторонне учитывать форму, размер, состояние поверхности и термическую обработку поверхности отливки.
1. Науглероживание
Науглероживание относится к нагреву и изоляции отливки в среде науглероживания, а затем к проникновению атомов углерода на поверхность.Основной целью науглероживания является увеличение содержания углерода на поверхности отливки при формировании определенного градиента содержания углерода в отливке.Содержание углерода в науглероживающей стали обычно составляет 0,1–0,25%, чтобы обеспечить достаточную ударную вязкость и прочность сердцевины отливки.
Поверхностная твердость науглероженного слоя обычно составляет 56HRC-63HRC.Металлографическая структура науглероженного слоя представляет собой мелкоигольчатый мартенсит + небольшое количество остаточного аустенита и равномерно распределенные зернистые карбиды.Сетчатые карбиды не допускаются, а объемная доля остаточного аустенита обычно не превышает 15%-20%.
Твердость сердечника отливки после науглероживания обычно составляет 30HRC-45HRC.Металлографическая структура сердцевины должна быть низкоуглеродистой мартенситной или низшей бейнитной.Не допускается наличие массивного или выделенного феррита по границе зерна.
В реальном производстве существует три распространенных метода науглероживания: твердое науглероживание, жидкое науглероживание и газовое науглероживание.
2. Азотирование
Азотирование относится к процессу термической обработки, при котором атомы азота проникают в поверхность отливки.Азотирование обычно проводят при температуре ниже Ac1, и его основной целью является повышение твердости, износостойкости, усталостной прочности, сопротивления заеданию и стойкости к атмосферной коррозии поверхности отливки.Азотирование стальных отливок обычно проводят при температуре 480-580°С.Отливки, содержащие алюминий, хром, титан, молибден и вольфрам, такие как низколегированная сталь, нержавеющая сталь и инструментальная сталь для горячей литейной формы, подходят для азотирования.
Для того чтобы стержень отливки имел необходимые механические свойства и металлографическую структуру, а также для уменьшения деформации после азотирования требуется предварительная обработка перед азотированием.Для конструкционной стали требуется закалка и отпуск перед азотированием, чтобы получить однородную и тонкую структуру сорбита после отпуска;для отливок, которые легко деформируются при азотировании, после закалки и отпуска также требуется обработка отжигом для снятия напряжений;для отливок из нержавеющей и жаропрочной стали, как правило, можно подвергать закалке и отпуску для улучшения структуры и прочности;для аустенитной нержавеющей стали можно использовать термообработку на твердый раствор.
Время публикации: 21 июля 2021 г.