Стабилизация азотирования

Скорость азотирования с индукционным нагревом в водном растворе NH3 весьма велика. Так, слой глубиной 0,1 мм образуется при 550° С за 5 мин, а при 950—1200° С — за 2 мин. Аналогичные результаты дает контактный нагрев: при 600° С за 25 мин на образце стали 10, нагретом прямым пропусканием тока в 25%-ном растворе NH3, был получен азотированный слой глубиной 0,12 мм. В работе исследована хрупкость азотированных слоев, полученных на стали 15 при азотировании в 12,5%-ном водном растворе NH3. Использованы методы наблюдения отпечатков твердости при различных нагрузках и сплющивания образцов. Судя по характеру отпечатков (отколы, трещины), наиболее хрупкими были образцы, азотированные при 700° С. Существенно меньше были повреждены отпечатки на образцах, азотированных при 550° С. На краях отпечатков на образцах, азотированных при 850 и 1050° С, почти не наблюдалось трещин. Пластичность слоя была максимальной на образцах, прошедших азотирование при 960—1150° С, а максимальное сцепление слоя с сердцевиной обеспечивалось азотированием при 960° С. Сравнив полученные результаты с данными для образцов после газового азотирования, авторы пришли к выводу, что азотирование в водном растворе NHg приводит к образованию менее хрупких слоев, чем газовое азотирование. В этом плане азотирование в водном растворе столь же надежно, как окраска порошковой краской, так как в обоих случаях создается прочный защитный слой.

Первые опыты по азотированию данным методом проводились в насыщенном (25,5%) водном растворе NH3, последующие работы показали, что целесообразно использовать более разбавленный (12,5%-ный) раствор. В этом случае легче соблюдать приблизительное постоянство концентрации во время обработки изделий, так как аммиак из разбавленного раствора улетучивается медленнее. При этом скорость азотирования уменьшается незначительно. Применение концентрированного водного раствора NH3 в промышленных условиях было бы весьма затруднительно.

Коротко опишем установку, в которой осуществляли процесс жидкостного азотирования с индукционным нагревом в работе. Установка состояла из двух сосудов: рабочего, в котором находился раствор NH3 и осуществлялся процесс, и сосуда с водой для охлаждения. Для наблюдения за процессом азотирования оба сосуда были изготовлены из стекла. Образец устанавливали в специальное отверстие керамической плитки, которая укладывалась на другую плитку на дне внутреннего сосуда. Индуктор предварительно никелировали с целью защиты от коррозии в растворе аммиака. Внутренний сосуд был снабжен пластмассовой крышкой 6, имеющей отверстия для вывода термопары и индуктора.