Химико-термическая обработка металлов

Территория рекламы

Химико-термическая обработка (ХТО) - нагрев и выдержка металлических (а в ряде случаев и неметаллических) материалов при высоких температурах в химически активных средах (твердых, жидких, газообразных).

В подавляющем большинстве случаев химико-термическую обработку проводят с целью обогащения поверхностных слоев изделий определенными элементами. Их называют насыщающими элементами или компонентами насыщения.

В результате ХТО формируется диффузионный слой, т.е. изменяется химический состав, фазовый состав, структура и свойства поверхностных слоев. Изменение химического состава обуславливает изменения структуры и свойств диффузионного слоя.

Классификация процессов химико-термической обработки

В зависимости от насыщающего элемента различают следующие процессы химико-термической обработки:

однокомпонентные: цементация - насыщение углеродом; азотирование - насыщение азотом; алитирование - насыщение алюминием; хромирование- насыщение хромом; борирование - насыщение бором; силицирование - насыщение кремнием;

многокомпонентные: нитроцементация (цианирование, карбонитрация) - насыщение азотом и углеродом; боро- и хромоалитирование - насыщение, бором или хромом и алюминием, соответственно; хромосилицирование – насыщение хромом и кремнием и т.д.

Широкое промышленное применение получили только традиционные процессы насыщения: азотирование, цементация, нитроцементация, цианирование. Цинкование, алитирование, борирование, хромирование, силицирование применяют значительно в меньшей мере.

На практике в подавляющем большинстве случаев ХТО подвергают сплавы на основе железа (стали и чугуны), реже - сплавы на основе тугоплавких металлов, твердые сплавы и еще реже сплавы цветных металлов, хотя практически все металлы могут образовывать диффузионные слои с подавляющим большинством химических элементов Периодической системы элементов Д.И. Менделеева.

При реализации любого процесса ХТО изделия выдерживают определенное время при температуре насыщения в окружении насыщающей среды. Насыщающие среды могут быть твердыми, жидкими или газообразными.

Существующие методы химико-термической обработки можно разделить на три основные группы: насыщение из твердой фазы (в основном, из порошковых засыпок), насыщение из жидкой фазы и насыщение из газовой (или паровой) фазы. Особо выделяют метод ХТО в ионизированных газах (ХТО в плазме тлеющего разряда). Насыщение из паст (обмазок) занимает особое положение (в зависимости от состава, консистенции обмазки и температурно-временных условий химико-термической обработки тяготеет к одному из указанных выше методов насыщения)

В настоящее время активно изучают способы ХТО, реализующиеся при воздействии на поверхность концентрированными потоками энергии.

Массоперенос при химико-термической обработки

При любом процессе ХТО в реакционной системе протекают определенные процессы и реакции. Условно весь процесс массопереноса (насыщения) при ХТО может быть представлен в виде пяти последовательно реализующихся стадий:

реакции в реакционной среде (образование компоненты, осуществляющей массоперенос диффундирующего элемента);

диффузия в реакционной среде (подвод насыщающего элемента к поверхности насыщаемого сплава;

процессы и реакции на границе раздела фаз (на насыщаемой поверхности); в ряде случаев - удаление продуктов реакций, протекающих на границе раздела фаз, в реакционную среду;

диффузия в насыщаемом сплаве;

реакции в насыщаемом сплаве (образование фаз диффузионного слоя: твердых растворов, химических соединений и т.д.).

Но даже эта, довольно общая схема процесса диффузионного насыщения не описывает в полной мере всей сложности явлений, имеющих место при ХТО.

Важнейшим условием образования диффузионного слоя (необходимым, но не достаточным) является существование растворимости диффундирующего элемента в насыщаемом металле при температуре химико-термической обработки. Диффузионные слои могут также образовывать элементы, имеющие при температуре процесса малую растворимость в насыщаемом металле, но образующие с ним химические соединения.

Толщина диффузионного слоя, а следовательно и толщина упрочненного слоя поверхности изделия, является наиболее важной характеристикой химико-термической обработки. Толщина слоя определяется рядом таких факторов, как температура насыщения, продолжительность процесса насыщения, состав, то есть содержание тех или иных легирующих элементов, градиент концентраций насыщаемого элемента между поверхностью изделия и в глубине насыщаемого слоя.

Применение

ХТО применяют с целью:

поверхностного упрочнения металлов и сплавов (повышения твердости, износостойкости, усталостной и коррозионно-усталостной прочности, сопротивления кавитации и т.д.);

сопротивления химической и электрохимической коррозии в различных агрессивных средах при комнатной и повышенных температурах;

придания изделиям требуемых физических свойств (электрических, магнитных, тепловых и т.д.);

придания изделиям соответствующего декоративного вида (преимущественно с целью окрашивания изделий в различные цвета);

облегчения технологических операций обработки металлов (давлением, резанием и др.).

Требуемые свойства диффузионных (поверхностных) слоев могут формироваться как в процессе химико-термической обработки (азотирование, хромирование, борирование и др.), так и при последующей термообработке (цементация, нитроцементация).

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

Matved1-25.docx

Matved1-25.docx
Размер: 4.8 Мб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Свойства металлов, их классификация. Термическая обработка. Классификация металлорежущих станков (фрезерных, токарных, сверлильных). Процес прокатки. Производство чугуна, стали, сплавов. Цветные металлы. Сплавы. Медь, титан. Процессы получения чугуна, стали. Порошковая металлургия. Обработка металлов давлением (ковка, штамповка, прокат, прессование). Сварка. Пайка. Литье. Маркировка металлов. Пластмассы.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Эта тема принадлежит разделу:

Материаловедение

Свойства металлов, их классификация. Термическая обработка. Классификация металлорежущих станков (фрезерных, токарных, сверлильных). Процес прокатки. Производство чугуна, стали, сплавов. Цветные металлы. Сплавы. Медь, титан. Процессы получения чугуна, стали. Порошковая металлургия. Обработка металлов давлением (ковка, штамповка, прокат, прессование). Сварка. Пайка. Литье. Маркировка металлов. Пластмассы.

К данному материалу относятся разделы:

Механические, физические, химические и технологические свойства металлов

Классификация чугунов

Классификация сверлильных станков, их характеристика

Физические свойства металлов

Виды термической обработки: отжиг, закалка и отпуск

Классификация фрезерных станков, их характеристика. Общий вид универсального, горизонтального (или вертикального) фрезерного станка, его основные узлы и их назначение

Сущность процесса прокатки. Устройство прокатных станов. Продукция прокатного производства

Химико-термическая обработка металлов

Классификация токарных станков, их характеристика. Общий вид универсального токарно-винторезного станка (например, 16К20), его основные узлы и их назначение

Технологические свойства. Химические свойства металлов

Производство чугуна

Типы резцов. Способы закрепления деталей, приспособления для токарных работ

Теория сплавов

Алюминий и его сплавы

Основные типы фрез. Геометрические параметры режущей части

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

Медь и се сплавы

Автоматическая сварка под флюсом. Сущность способа, оборудование, сварочные материалы и флюсы. Принцип работы сварочных автоматов. Технология сварки под флюсом

Основные физико-химические процессы получения чугуна в современных доменных печах

Сплавы других цветных металлов

Литье под давлением

Продукты доменного производства и их применения

Металлокерамика, или порошковая металлургия

Сущность ковки. Основные операции

Производство стали

Специальные виды сварки давлением: диффузионная, холодная, сварка взрывом, грением и т.п. Их сущность, область применения. Техника безопасности

Контроль качества сварных и паяных соединений

Производство стали в электропечах

Конструкционные порошковые материалы

Сущность процессов волочения сплошных и полых профилей. Оборудование

Производство магния

Сталь. Чугун

Прессование. Исходные заготовки и готовая продукция

Производство меди и титана

Классификация сталей

Сущность и схемы процесса пайки. Виды присадочного материала, маркировка. Технология пайки. Область применения

Основные теории термической обработки стали

Маркировка сталей

Сущность горячей объемной штамповки

Что называют металлургическим производством? Структура металлургического производства и его продукция?

Неметаллические материалы

Сварочные материалы, их классификация по назначению, маркировка. Технологические режимы сварки, техника сварки. Прогрессивные методы сварки. Дуговая резка. Область применения

Общие сведения о металлах

Влияние примесей

Характеристика способов обработки деталей на протяжных, строгальных и долбежных станках. Конструкция применяемых инструментов

Цветные металлы и сплавы

Классификация и маркировка сталей

Характеристика, классификация и маркировка абразивных кругов

Достоинства и недостатки легированных сталей

Свойства, состав и классификация пластмасс

Штамповка в открытых и закрытых штампах

Классификация легированных сталей

Композиционные материалы

Сущность процессов сварки давлением. Электроконтактная сварка: стыковая, точечная, шовная, конденсаторная. Оборудование, техника сварки

Стали и сплавы специального назначения

Какие существуют методы получения изделий из порошков?

Классификация способов сварки

Общая технологическая схема изготовления отливок

Ручная дуговая сварка

Абразивная обработка

Изготовление отливок в песчано-глинистых и оболочковых формах

Виды электродуговой сварки плавлением. сущность процессов. Электрическая сварочная дуга и ее свойства. Источники питания для дуговой сварки, требования к ним и их характеристики

Понятие о пластической деформации

Литье по выплавляемым моделям

Основные узлы шлифовальных станков

Строение реальных металлов

Центробежное литье

Сверла

Технология обработки металлов давлением

Основные дефекты сварных и паянных соединений. Дефекты формы сварочного шва (прожог, непровар и т.п.)

Основы теории сплавов

Изготовление отливок в металлических формах

Холодная и горячая деформация

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

Похожие материалы:

Макроэкономика в вопросах и ответах Часть №3

Экономический рост. Социальная политика государства. Виды доходов и их источники. Уровень и качество жизни. Трансформационная экономика. Переход к рыночной экономике Беларуси

Домашнє завдання З дисципліни «Комп’ютерні мережі»

Протоколи мережної взаємодії TCP/IP є результатом еволюційного розвитку протоколів глобальної обчислювальної мережі ARPANET.

Практические  навыки по хирургии

Метод паранефральной блокады Наложение шин. Определение группы крови, кровотечения, симптомы, дыхание, массажа сердца, перикардит

Лекции по Access

Введение в базы данных. Основные понятия БД. Обработка информации с помощью СУБД Особенности Access

Методы психолого-педагогических исследований

Общенаучные логические методы и приемы познания. В педагогике анализ выступает как метод или способ познания педагогической действительности. Эмпирические методы психолого-педагогического исследования, метод психологический педагогический исследование. Методы опроса психолого-педагогического исследования представляют.