Металловедение и термическая обработка металлов. Сизов И.Г - 94 стр.

UptoLike

Легирующие элементы неодинаково влияют на
коэффициент диффузии и концентрацию углерода в
поверхностном слое.
а б
Рис. 5. Изменение содержания углерода
и твердости (после закалки)
по глубине цементованного слоя
Поэтому влияние их на глубину диффузионного слоя зависит
от того, какой из этих двух факторов будет превалировать
Хром и вольфрам уменьшают коэффициент диффузии
углерода в аустените, т.к. повышают энергию активации, но,
увеличивая концентрацию углерода на поверхности,
несколько повышают толщину цементированного слоя.
Никель, наоборот, увеличивает коэффициент диффузии, но
уменьшает концентрацию углерода на поверхности и
поэтому уменьшает толщину слоя.
После цементации обязательно проводят
термообработку. При цементации из-за длительной
выдержки при высоких температурах стали приобретают
крупнозернистость, и это необходимо учитывать при
назначении термической обработки. Целью термообработки
является упрочнение поверхности с одновременным
измельчением зерна и получением вязкой сердцевины.
В зависимости от назначения детали применяют
различные варианты термической обработки (рис. 6).
Менее ответственные детали подвергают закалке
непосредственно с цементационного нагрева с последующим
низким отпуском (рис. 6, а). Крупное зерно аустенита,
выросшее в результате длительной цементации, дает
крупноигольчатый мартенсит отпуска в поверхностном слое
и крупнозернистую феррито-перлитную структуру в
сердцевине детали. Эти недостатки в некоторой степени
устраняются при использовании наследственно
мелкозернистой стали, при сокращении времени пребывания
стали при высокой температуре за счет применения,
например, газовой цементации. Использование
подстуживания при закалке до 750 - 800° С снижает
внутренние напряжения, а обработка холодом уменьшает
количество остаточного аустенита в цементированном слое.
При более высоких требованиях к структуре детали
после цементации подвергают охлаждению на воздухе,
закалке с нагрева выше Ас
3
и низкому отпуску (рис. 6, б).
При этом в сердцевине и на поверхности детали происходит
перекристаллизация и измельчение зерна. Однако в
поверхностном высокоуглеродистом слое происходит
некоторый перегрев, приводящий к повышению остаточного
аустенита и снижению твердости поверхности, т.к.
оптимальный закалочный нагрев заэвтектоидных сталей - это
нагрев выше A
c1
, но ниже А
ст
.
Особо ответственные детали после цементации
подвергают двойной закалке с низким отпуском (рис. 6, в).
При первой закалке с температуры на 30-50° С выше Ас
3
182 181