Изучение азотирования с нагревом ТВЧ

Аналогичные результаты были получены при изучении азотирования с нагревом ТВЧ плунжеров из стали 25Х5МА. Хотя общая глубина азотирования резко растет с повышением температуры, слой с требуемой твердостью выше HV 820 получается только при 500—550° С. При более высоких температурах твердостью слоя резко падает. Микроструктура слоя после азотирования с нагревом ТВЧ такая же, как после азотирования в печи. Диффузионный слой стали 38ХМЮА состоит из тонкой слаботравящейся е-фазы на поверхности и у- и а-фаз в нижележащих зонах. Повышение температуры азотирования до 600° С приводит к появлению в слое эвтектоида. Уже были проведены измерения микротвердости отдельных структурных составляющих стали 38ХМЮА после азотирования при различных температурах.

Повышение температуры до 600° С приводит в основном к уменьшению твердости слоя у-фазы в результате коагуляции нитридов. При 700° С понижается твердость а- и у-фаз при нагреве как в печи, так и ТВЧ. Износостойкость образцов стали 38ХМЮА, азотированных с нагревом ТВЧ при 500° С в течение 3 ч, была не ниже, чем после обычного азотирования в течение 36 ч. Достичь столь высокой температуры при наличии современного оборудования столь же просто, как приобрести ленточные пилы по дереву, купить которые можно на сайте pilo-teh.ru. Деформация образцов после азотирования обоими методами была приблизительно одинаковой. Предложено использовать этот процесс для восстановления прецизионных деталей. Слои, образующиеся при нагреве ТВЧ, обладают меньшей хрупкостью. В работе [ПО] впервые исследовано влияние выдержки на результаты азотирования при нагреве ТВЧ и в печи. Количество поглощенного азота и глубина слоя при выдержках больше 4—5 ч мало изменяются. Наиболее резкое увеличение глубины слоя наблюдалось при выдержках до 3 ч. Азотирование сталей 38ХМЮА и 40Х с нагревом ТВЧ при 500—600° С и выдержке 3 ч обеспечивает такую же твердость (и ее распределение по глубине слоя), как азотирование в печи при 520° С в течение 24 ч.

Аналогичные данные были получены в работах при изучении процесса азотирования с нагревом ТВЧ втулок и плунжеров из стали 25Х5МА. Показана возможность насыщения азотом железа при кратковременных выдержках (1—2 мин) при повышенных температурах. Максимальное поглощение азота происходит при 815—910° С. Нагрев при высоких температурах не позволяет получать высокой твердости на поверхности. Однако последующим быстрым охлаждением с температуры азотирования можно зафиксировать метастабильные структуры с относительной высокой твердостью. Так, азотирование при 775—910° С с последующим быстрым охлаждением приводит к образованию диффузионного слоя, состоящего из двух зон: наружной — столбчатые кристаллы 8-фазы с твердостью 350—540 кгс/мм2 и внутренней — азотистые аустенит и мартенсит с твердостью, равной 500—700 кгс/мм2. Разработан процесс поверхностного насыщения стали азотом с нагревом ТВЧ при выдержках 2—10 мин и температурах до 1000° С, который может быть совмещен с нагревом ТВЧ под закалку в атмосфере NH3. Схема установки для осуществления такого процесса приведена на рис. 86. Азотирование стали 38ХМЮА в течение 10 мин и стали 45Х в течение 2 мин приводит к образованию диффузионных слоев толщиной 0,04—0,05 мм с твердостью после закалки и отпуска 1100—1200 кгс/мм2 для стали 38ХМЮА и 1500 кгс/мм2 для стали 45Х.