Химическата топлинна обработка на стоманени отливки се отнася до поставяне на отливките в активна среда при определена температура за запазване на топлината, така че един или няколко химически елемента да могат да проникнат в повърхността. Химическата топлинна обработка може да промени химическия състав, металографската структура и механичните свойства на повърхността на отливката. Често използваните процеси на химическа топлинна обработка включват карбуризиране, азотиране, карбонитриране, бориране и метализиране. Когато се извършва химическа топлинна обработка на отливки, формата, размерът, състоянието на повърхността и повърхностната топлинна обработка на отливката трябва да се разглеждат изчерпателно.
1. Карбуризиране
Карбуризирането се отнася до нагряване и изолиране на отливката в карбуризираща среда и след това инфилтриране на въглеродни атоми в повърхността. Основната цел на карбуризирането е да се увеличи съдържанието на въглерод на повърхността на отливката, като същевременно се образува определен градиент на съдържанието на въглерод в отливката. Съдържанието на въглерод в карбуризиращата стомана обикновено е 0,1%-0,25%, за да се гарантира, че сърцевината на отливката има достатъчна издръжливост и здравина.
Повърхностната твърдост на карбуризирания слой обикновено е 56HRC-63HRC. Металографската структура на карбуризирания слой е фин игловиден мартензит + малко количество задържан аустенит и равномерно разпределени гранулирани карбиди. Мрежови карбиди не са разрешени и обемната част на задържания аустенит обикновено не надвишава 15%-20%.
Твърдостта на сърцевината на отливката след карбуризиране обикновено е 30HRC-45HRC. Металографската структура на сърцевината трябва да бъде нисковъглероден мартензит или нисък бейнит. Не е позволено да има масивен или утаен ферит по границата на зърното.
В действителното производство има три често срещани метода за карбуризиране: твърдо карбуризиране, течно карбуризиране и газово карбуризиране.
2. Азотиране
Азотирането се отнася до процес на топлинна обработка, който инфилтрира азотни атоми в повърхността на отливката. Азотирането обикновено се извършва под температура Ac1 и основната му цел е да подобри твърдостта, устойчивостта на износване, якостта на умора, устойчивостта на захващане и устойчивостта на атмосферна корозия на повърхността на отливката. Азотирането на стоманени отливки обикновено се извършва при 480°C-580°C. Отливки, съдържащи алуминий, хром, титан, молибден и волфрам, като нисколегирана стомана, неръждаема стомана и горещо формована инструментална стомана, са подходящи за азотиране.
За да се гарантира, че сърцевината на отливката има необходимите механични свойства и металографска структура и за да се намали деформацията след азотиране, е необходима предварителна обработка преди азотиране. За конструкционна стомана се изисква обработка за закаляване и темпериране преди азотиране, за да се получи еднаква и фина темперирана сорбитова структура; за отливки, които лесно се деформират по време на обработка с азотиране, се изисква и обработка с отгряване за освобождаване на напрежението след закаляване и отвръщане; за неръждаема стомана и топлоустойчиви стоманени отливки обикновено могат да бъдат закалени и закалени, за да се подобри структурата и здравината; за аустенитна неръждаема стомана може да се използва термична обработка с разтвор.
Време на публикуване: 21 юли 2021 г