English
Химическая 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 через поверхность. Химико-термическая обработка может изменить химический состав, металлографическую структуру и механические свойства поверхности отливки. Обычно используемые процессы химической термической обработки включают науглероживание, азотирование, нитроцементацию, борирование и металлизацию. При проведении химической термообработки отливок следует всесторонне учитывать форму, размер, состояние поверхности и поверхностную термообработку отливки.
1. Науглероживание
Науглероживание относится к нагреванию и изоляции отливки в науглероживающей среде с последующим проникновением атомов углерода в поверхность. Основная цель науглероживания - увеличение содержания углерода на поверхности отливки при формировании определенного градиента содержания углерода в отливке. Содержание углерода в науглероженной стали обычно составляет 0,1% -0,25%, чтобы гарантировать, что сердцевина отливки имеет достаточную ударную вязкость и прочность.
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%.
Основная твердость отливки после цементации обычно составляет 30HRC-45HRC. Металлографическая структура ядра должна быть низкоуглеродистым мартенситом или нижним бейнитом. Не допускается наличие массивного или выделенного феррита вдоль границы зерен.
В реальном производстве существует три распространенных метода науглероживания: твердое науглероживание, жидкое науглероживание и науглероживание газом.
2. Азотирование
Азотирование относится к процессу термообработки, при котором атомы азота проникают в поверхность отливки. Азотирование обычно выполняется при температуре ниже Ac1, и его основная цель - улучшить твердость, износостойкость, усталостную прочность, сопротивление заеданию и стойкость к атмосферной коррозии поверхности отливки. Азотирование стальных отливок обычно проводят при температуре 480-580 ° C. Отливки, содержащие алюминий, хром, титан, молибден и вольфрам, такие как низколегированная сталь, нержавеющая сталь и инструментальная сталь для горячего формования, подходят для азотирования.
Чтобы сердцевина отливки имела необходимые механические свойства и металлографическую структуру, а также уменьшить деформацию после азотирования, требуется предварительная обработка перед азотированием. Для конструкционной стали перед азотированием требуется закалка и отпуск, чтобы получить однородную и мелкую структуру отпущенного сорбита; для отливок, которые легко деформируются во время азотирования, после закалки и отпуска также требуется отжиг для снятия напряжений; для отливок из нержавеющей стали и жаропрочной стали обычно можно производить закалку и отпуск для улучшения структуры и прочности; для аустенитной нержавеющей стали может использоваться термообработка на твердый раствор.