Кратко изложите сущность процесса жидкостного высокотемпературного цианирования

Обновлено: 04.07.2024

Высокотемпературное цианирование применяют для деталей из углеродистой и легированной стали с содержанием углерода 0 3 - 0 4 % с целью получения твердого, хорошо сопротивляющегося истиранию поверхностного слоя и вязкой сердцевины. Этот вид цианирования широко применяют на автомобильных заводах для зубчатых колес и различных мелких деталей. [5]

Высокотемпературное цианирование применяют для деталей из углеродистой и легированной стали с содержанием углерода 0 3 - 0 4 % с целью получения твердого, хорошо сопротивляющегося истиранию поверхностного слоя и вязкой сердцевины. ACl, когда сталь находится в состоянии аус-тенита и преобладает процесс насыщения ее углеродом. Этот вид цианирования широко применяют на автомобильных заводах для зубчатых колес и различных мелких деталей. [6]

Высокотемпературное цианирование производят при 820 - 870 и применяют для повышения твердости и износоустойчивости поверхности деталей из конструкционных сталей. Для цианирования применяют ванны, содержащие, например, смесь из 45 % цианистого натрия, 37 % кальцинированной соды и 18 % соли. [7]

Высокотемпературное цианирование применяют для деталей из углеродистой и легированной стали с содержанием углерода 0 3 - 0 4 % с целью получения твердого, хорошо сопротивляющегося истиранию поверхностного слоя и вязкой сердцевины. Такое цианирование проводится при температурах 780 - 930, т.е. выше точки Acz, когда сталь находится в состоянии аустенита и преобладает процесс насыщения ее углеродом. Этот вид цианирования широко применяется на автомобильных заводах для шестерен и различных мелких деталей. [8]

Высокотемпературное цианирование проводят с целью упрочнения верхних слоев и повышения износостойкости деталей - Цианирование применяют вместо цементации для мелких зубчатых колес, болтов, гаек из конструкционных сталей. Цианированные детали закаливают непосредственно из цианистой ванны. [9]

Высокотемпературное цианирование производится при 750 - 930, когда сталь находится в состоянии аустенита и преобладает процесс обогащения ее углеродом. Этот процесс применяют в основном как нагрев под закалку для различных детален, например зубчатых колес. [10]

Высокотемпературное цианирование производится при температуре 800 - 840 для повышения износоустойчивости деталей. В зависимости от требуемой глубины слоя продолжительность процесса составляет 5 50 мин. [11]

Высокотемпературное цианирование применяют в целях повышения твердости и износостойкости поверхности деталей, изготовленных из конструкционных низкоуглеродистых сталей 10, 20, 35, 12ХНЗА и других, содержащих 0 10 - 0 40 % углерода. Оно осуществляется при температуре 780 - 930 С в ваннах, содержащих 20 - 40 % - ные расплавы цианистых солей с нейтральными солями. [12]

Высокотемпературное цианирование ведется при темпера-т ре 920 - 960 С. [13]

Высокотемпературное цианирование применяют для деталей из углеродистой и легированной стали с содержанием углерода 0 3 - 0 4 % с целью получения твердого, хорошо сопротивляющегося истиранию поверхностного слоя и вязкой сердцевины. ACl, когда сталь находится в состоянии аус-тенита и преобладает процесс насыщения ее углеродом. Этот вид цианирования широко применяют на автомобильных заводах для зубчатых колес и различных мелких деталей. [14]

Высокотемпературное цианирование пригодно для конструкционных деталей. Продолжительность его от 5 до 45 мин. После высокотемпературного цианирования детали должны быть подвергнуты закалке. [15]

ВОПРОС 1. Кратко изложите сущность процесса жидкостного высокотемпературного цианирования и применяемой после цианирования термической обработки.

ВОПРОС 2. Для изготовления фрез выбрана стань 9ХС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства фрез после термической обработки.

ВОПРОС 3. Для элементов сопротивления выбран сплав манганин МНМцЗ-12. Расшифруйте состав сплава и укажите, к какой группе относится данный сплав по назначению. Опишите структуру и электротехнические характеристики этого сплава.

5. Стекловолокнит СВАМ. Опишите свойства, способ получения, изготовления деталей и применение его в машиностроении.

Вариант 5
1. Кратко изложите сущность процесса жидкостного высокотемпературного цианирования и применяемой после цианирования термической обработки.

2. Для изготовления фрез выбрана сталь 9ХС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства фрез после термической обработки.

3. Для элементов сопротивления выбран сплав манганин МНМцЗ-12. Расшифруйте состав сплава и укажите, к какой группе относится данный сплав по назначению. Опишите структуру и электротехнические характеристики этого сплава.

4. Для изготовления деталей самолета выбран сплав Д1. Расшифруйте состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.
5. С помощью диаграммы состояния железо-цементит установите температуру полной и неполной закалки стали 45 и опишите структуру и свойства стали после каждого вида термической обработки.

Цианирование стали и нитроцементация – процессы получения укрепленного верхнего слоя стали. Подробно о назначении и сущности процесса. Технология нитроцементации и ее преимущества.

Цианирование стали – один из способов улучшения физико-химических свойств металла. Применение метода необходимо, когда нужно повысить прочность, твердость, сопротивляемость коррозии, износоустойчивость поверхностного слоя стали, сделать ее более стойкой к естественному старению.

Нитроцементация укрепляет сталь путем воздействия на нее углерода и азота, точнее, введения этих молекул в кристаллическую решетку поверхностного слоя. Весь этот процесс происходит под воздействием высоких температур в среде цианистых солей натрия, окисление которого приводит к выделению углерода и азота.

Насколько глубоко проникнут цементирующие вещества в структуру металла и какая степень концентрации образуется, зависит от выбранной температуры проведения операции и временного интервала воздействия. Нитроцементация и цианирование стали – операции, преследующие одну цель, но проходящие в разных средах.

Цель цианирования стали и суть технологии

Первоочередная цель цианирования лежит в укреплении поверхностного слоя стали различных деталей, придании ему более высокого предела выносливости, так как этот слой подвержен наибольшим нагрузкам во время эксплуатации механизмов, конструкций. Насыщение поверхностного слоя металла углеродом и азотом принято применять из-за их быстрого проникновения, когда они взаимодействуют одновременно. Методом цианирования можно обрабатывать следующие виды металла:

любые нержавеющие стали;
сплавы стальные легированные либо те, где нет присутствия легирующих компонентов, стали с концентрацией углерода средних показателей;
стали конструкционного назначения, где присутствует мало углерода.

Химико-термический способ цианирования придерживается следующей технологии:

В рабочую ванну с расплавленной солью цианистой состава 15% Na₂CO₃, 60% NaCl и 25% NaCN помещают деталь.
Далее рабочую среду нагревают до температуры от 930 до 530 градусов по Цельсию (в зависимости от выбранного режима обработки).
Выделяющиеся из соли оксид углерода и азот насыщают металл несколько часов.

Все нюансы прохождения обработки металла в итоге зависят от выбранного температурного режима.

Сущностью процесса, по которому углерод с азотом могут проникнуть внутрь слоя стали, является диффузия. В течение перечисленных выше этапов технологии процесс проходит две основные стадии, разделенные временными периодами:

Начальный период нитроцементации длительностью от одного до трех часов, характеризующийся внедрением в кристаллическую решетку металла атомов азота, углерода.
Конечный период, когда предварительно проникшие и насытившие сталь атомы азота начинают десорбироваться (покидать поверхность, вновь приобретая состояние газа), углерод же при этом продолжает насыщать металл до тех пор, пока не закончится воздействие температуры и рабочей среды.

Виды цианирования

Есть несколько способов цианирования, которые выполняют по своей технологии для определенных типов стали с достижением разных результатов обработки. Так можно классифицировать процесс:

по используемому термическому режиму;
по физическому состоянию среды, где происходит цианирование (твердая, жидкая или газообразная нитроцементация).

Высокотемпературное цианирование

Высокотемпературное цианирование выполняют при рабочей температуре порядка 800–900 градусов по Цельсию. Здесь сталь насыщается преимущественно углеродом с численным показателем процентного содержания в слое от 0.6 до 1.2% (цементация жидкостная). Азот присутствует в таком процентном соотношении – 0.2–0.6%. Образованный укрепленный слой может быть толщиной от 2 до 0.15 миллиметров.

Высокотемпературный метод отличается тем, что обработанные изделия требуют проведения дополнительных операций воздействия, таких как закаливание металла, низкий отпуск. После проведения полного комплекса мероприятий полученный слой имеет структуру, состоящую из поверхностного слоя тонкого Fe₂(C, N) (карбонитриды), следующего за ним слоя мартенсита азотистого.

Низкотемпературное цианирование

Обработку металла низкотемпературную (тенифер-процесс) выполняют при рабочей температуре порядка 540–600 градусов по Цельсию. Здесь металл насыщается преимущественно азотом. Таким способом укрепляют высокохромистые, быстрорежущие стали, которые используются для изготовления инструментов. Низкотемпературное цементирование не предполагает более никаких операций – это заключительный этап обработки.

Метод жидкостного цементирования цианистыми солями считается одним из самых вредных для здоровья, так как соли натрия представляют собой сильное ядовитое вещество.

Свойства и применение цианированных сталей

Стали, которые прошли обработку методом цианирования, резко отличаются от обычных увеличением параметра усталостной прочности, предела выносливости. Область применения таких сталей разнообразна:

конструкции строительные сварного типа;
переплеты фонарные, а также оконные в зданиях промышленного назначения;
различные мелкие метизы: шайбы, собачки, заклепки, звездочки, муфты – все то, что эксплуатируется при температуре до –40 градусов по Цельсию;
шестерни, валы в механизмах, где присутствует трение.

Технология, цель и виды нитроцементации

Нитроцементация – это насыщение изделия из стали углеродом и азотом, которое протекает в среде из газа цементирующего с добавлением аммиака диссоциированного. Меняя состав газа и температуру, при которой происходит процесс нитроцементации, можно влиять на процентное содержание углерода и азота в получаемом слое. Толщину слоя также можно контролировать за счет выбора температуры и времени выдержки. Процесс нитроцементации представляет собой диффузию.

Бывает нитроцементация стали высокотемпературная и низкотемпературная. Первый метод нитроцементации применяют в условиях температуры от 830 до 950 градусов по Цельсию. В этом случае используют аммиак в повышенных дозах. После операции над изделием проводят мероприятия по закалке с отпуском низким. Твердость, которая достигается в результате, соответствует 62–56 HRC. Стали, в основном подвергаемые нитроцементации, – это углеродистые (из них изготавливают детали машиностроения) и низколегированные металлы.

Метод нитроцементации низкотемпературный подразумевает применение термической среды в пределах 530–570 градусов продолжительностью не более 3 и не менее 1.5 часов, предварительно выполняют закалку и отпуск деталей. Полученный твердый слой имеет толщину от 0.004 до 0.02 миллиметра с крепостью 1200–900 HV.

Нитроцементация является безопасным процессом с низкой себестоимостью операции, поэтому ее часто используют в автомобилестроении.

Преимущества нитроцементации перед цементацией

Процесс нитроцементации – самый безопасный и передовой метод укрепления стали углеродом и азотом. По сравнению с обычным цементированием он имеет ряд преимуществ:

быстрее происходит поверхностная диффузия;
нет необходимости в подготовке;
металл при нитроцементации не подвергается сильному перегреву, и, как следствие, не происходит изменение кристаллической решетки;
заготовки менее подвержены деформации;
после прохождения обработки последующее закаливание и отпуск проходят более качественно;
нитроцементация – самый дешевый способ укрепления стали, поэтому ее повсеместно используют в машиностроении.

Всем, кто имеет представление, практические навыки или профессионально занимается нитроцементацией стальных изделий, просьба поддержать в комментариях тему, так как больше достоверной информации необходимо для понимания процесса.

Читайте также: