close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Кафедра зоологии Биологического факультета БГУ;pdf

код для вставкиСкачать
SWorld – 18-30 March 2014
http://www.sworld.com.ua/index.php/ru/conference/the-content-of-conferences/archives-of-individual-conferences/march-2014
MODERN DIRECTIONS OF THEORETICAL AND APPLIED RESEARCHES ‘2014
Технические науки – Металлургия и энергетика
УДК 621.785.5
Шевченко М. В.
ИССЛЕДОВАНИЕ НАСЫЩАЮЩЕЙ СПОСОСОБНОСТИ АЗОТОУГЛЕРОДИСТОЙ ПАСТЫ ПРИ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ
Донецкий национальный технический университет,
Донецк, Артема 58, 83000
Shevchenko M. V.
STUDY SATIATING POWER NITROGEN-CARBON PASTE AT
CARBONITRIDING
Donetsk National Technical University,
Donetsk, Artema 58, 83000
Аннотация. В работе рассматриваются исследования насыщающей
способности азото-углеродистой пасты при нитроцементации стали.
Показано влияние состава пасты (содержание компонентов) на глубину
карбонитридного слоя.
Ключевые
слова:
нитроцементация,
азото-углеродистая
паста,
карбонитридный слой.
Abstract. In this paper we describe the study satiating power nitrogen-carbon
paste at carbonitriding. Shows the effect of pasta (of components) to a depth of
carbonitride layer.
Key words: carbonitriding, nitrogen-carbon paste, carbonitride layer.
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время широкое применение находит нитроцементация в
твердой насыщающей среде для поверхностного упрочнения самых различных
стальных изделий. Большинство упрочняющих технологий требует для своего
осуществления нагрева до относительно высоких температур, результатом чего
являются нежелательные структурные изменения материала изделий, которые
зачастую сопровождаются значительными объемными эффектами, что в
конечном итоге ухудшает качество металла и приводит к изменениям
геометрических размеров обрабатываемых изделий. При реализации указанных
методов упрочнения неизбежно растут дополнительные энергозатраты и
удлиняются процессы термической и термохимической обработок [1].
Из
вышеизложенного
становятся
очевидными
преимущества
низкотемпературных процессов поверхностного упрочнения. Ввиду малой
диффузионной подвижности элементов при пониженных температурах во
внимание могут приниматься лишь методы насыщения такими элементами,
которые проникают в металлическую основу не только диффузионным, но и
реакционным путем, образуя соединения между атомами основы и атомами
поверхностно-легирующего элемента. В этом случае речь прежде всего идет об
азоте и углероде, способных даже при температуре ниже 600°С образовывать с
железом и другими легирующими элементами, входящими в состав стали или
чугуна, соединения в виде карбидов, нитридов, карбонитридов[2].
В данной работе изучалась эффективность нитроцементации стали 20 при
температуре 680°С из специальной пасты, содержащей активные атомы азота и
углерода.
Твердая нитроцементация выполняется в смеси, содержащую желтую
кровяную соль К4Fe(CN)6, газовую сажу ДГ-100 и пастообразователь –
нитроцеллюлозный лак НЦ222.
Данная паста наносилась на обезжиренную поверхность образца, сушилась
при температуре 70°С в течении 1 часа до образования твердого покрытия
толщиной 1,0-1,5 мм. Подготовленный образец загружали в печь, нагретую до
680°С и выдерживается в течении 3 часов.
Нитроцеллюлозный лак и желтая кровяная соль при нагревании
разлагаются с выделением атомарного азота и углерода, которые диффундируют
в сталь, насыщая поверхностные слои. Железосинеродистый калий нетоксичен
в твердом состоянии, а газообразные продукты, которые выделяются в
незначительном количестве из контейнера, сгорают в печной атмосфере.
Поэтому твердое цианирование практически безопасно с экологической точки
зрения[3].
Была проведена работа по поиску оптимального процентного содержания
компонентов в пасте. Обработка образцов проводится в герметичных
контейнерах. Испытания проводились на образцах стали 20 размерами
20×20×20 мм.
Из
исследований
структуры
и
фазового
состава
методом
рентгеноструктурного анализа стали 20 после нитроцементации в пасте было
выявлено, что на поверхности образца образуется упрочненный слой толщиной
около 60 мкм, состоящий из нескольких зон: зона типа Fe2N, под которым
располагается зона типа Fe3N. Диффузионная зона, состоит из твердого
раствора углерода и азота в железе с включением карбонитридных фаз, а также
были обнаружены выделения карбида - Fe3C.
Микроструктура поверхностного карбонитрированного слоя стали 20
приведена на рис.1.
Рисунок 1 – Структура диффузионного слоя стали 20 после
нитроцементации х500. Режим обработки: Т=680°С, τ = 3ч.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для достижения оптимального насыщения стали 20 азотом и углеродом
необходимо приготовить пасту следующего состава, мас.%: желтую кровяную
соль - 30%, нитроцеллюлозный лак НЦ222 - 25%, газовая сажа ДГ-100 - 45%.
При нагреве стали 20 в обмазке оптимального состава источником
активных атомов углерода и азота являются все три компонента пасты, причём
на первом этапе, начиная с 200°С, атомы азота и углерода возникают при
разложении лака, а при температурах более 560°С источником этих атомов
является железосинеродистый калий и сажа.
Литература
1. Евдокимов В. Д., Клименко Л. П., Евдокимова А. Н. Технология
упрочнения машиностроительных материалов: Учебное пособие-справочник /
под редакцией д.т.н., проф. В. Д. Евдокимова. – Одесса; Николаев: Изд-во НГТУ
им. Петра Могилы, 2005. – 352 с.
2. Каменичный И. С. Спутник термиста / под ред. И. С. Каменичный. – К.:
Техніка, 1978. – 230 с.
3. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов / Ю.
М. Лахтин. – М.: Металлургия, 1993 г. – 448 с.
Статья отправлена: 11.03.2014г.
© Шевченко М.В.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа