Химико-термическая обработка сталей

Лекция 8

1. Химико-термическая обработка стали

2. Назначение и технология видов химико-термической обработки: цементации,

азотирования нитроцементации и диффузионной металлизации

3. Цементация

4. Термическая обработка после цементации

5. Азотирование

6. Цианирование и нитроцементация

7. Диффузионная металлизация

Химико-термическая обработка (ХТО) – процесс изменения химического состава,

микроструктуры и свойств поверхностного слоя детали.

Изменение химического состава поверхностных слоев достигается в результате их взаимодействия с окружающей средой (твердой, жидкой, газообразной, плазменной), в которой осуществляется нагрев.

В результате изменения химического состава поверхностного слоя изменяются его фазовый состав и микроструктура,

Основными параметрами химико-термической обработки являются температура

нагрева и продолжительность выдержки.

В основе любой разновидности химико-термической обработки лежат процессы

диссоциации, адсорбции, диффузии.

Диссоциация – получение насыщающего элемента в активированном атомарном состоянии в результате химических реакций, а также испарения.

Например,

Адсорбция – захват поверхностью детали атомов насыщающего элемента.

Адсорбция – всегда экзотермический процесс, приводящий к уменьшению

свободной энергии.

Диффузия – перемещение адсорбированных атомов вглубь изделия.

Для осуществления процессов адсорбции и диффузии необходимо, чтобы

насыщающий элемент взаимодействовал с основным металлом, образуя твердые растворы или химические соединения.

Химико-термическая обработка является основным способом поверхностного

упрочнения деталей.

Основными разновидностями химико-термической обработки являются:

цементация (насыщение поверхностного слоя углеродом);

азотирование (насыщение поверхностного слоя азотом);

нитроцементация или цианирование (насыщение поверхностного слоя

одновременно углеродом и азотом);

диффузионная металлизация (насыщение поверхностного слоя различными металлами).