Нитроцементации стали

Преимущества нитроцементации перед цементацией, как известно, состоят в том, что, во-первых, сокращается время процесса и, во-вторых, присутствие азота в слое приводит к существенному повышению механических свойств, в особенности предела выносливости, при этом прочность покрытия соответствует прочности корпуса Rose.

1. Совместное насыщение углеродом и азотом из газообразных сред. В работах приведены результаты исследования нитроцементации с индукционным нагревом. Особенностью нитроцементованных слоев,полученных при нагреве ТВЧ, является повышенная концентрация азота. Наибольшее влияние на глубину и содержание азота в слое оказывает изменение концентрации NH3 в газовой смеси от 5 до 10%. При нитроцементации в смеси NH3 и дашавского природного газа в условиях контактного электронагрева оптимальное содержание аммиака оказалось равным 25—30%. Результаты опытов по нитроцементации с нагревом ТВЧ в пропан-бутановой смеси с добавкой NH3 приведены ниже.

Выбор оптимального состава насыщающей среды. Нитроцементацию с нагревом ТВЧ проводили на цилиндрических образцах диаметром 15 мм и длиной 20 мм; насыщающая среда — пропан-бутаново-аммиачная смесь, разбавленная аргоном в соотношении 1 :.

2. Твердость измерялась на поверхности закаленных (880° С) и отпущенных образцов. Слой наибольшей глубины и твердости получается при 20—30% NH3 в газовой среде. При увеличении содержания NH3 глубина слоя уменьшается, а количество азота и углерода на поверхности увеличивается, что нежелательно, так как при последующей термической обработке могут возникнуть трещины, а также образоваться повышенное количество остаточного аустенита, приводящее к снижению поверхностной твердоНа поверхности нитроцементбванных сталей часто образуется заэвтектоидная зона с развитой карбонитридной сеткой, которая исчезает при разбавлении насыщающей среды аргоном.

Для сравнения наряду с нитроцементацией по тем же режимам осуществлялась цементация указанных марок сталей в смеси пропан-бутана и аргона. Как следует из приведенных данных, повышение температуры с 1000 до 1150° С приводит к увеличению глубины в 1,5—2 раза для нитроцементованного и в 1,5 раза для цементованного слоя. При 1100° С и выдержке 4—5 мин глубина нитро-цементованного слоя достигает 0,5—0,6 мм и цементованного 0,35—0,45 мм. Для получения диффузионных слоев такой же глубины обычной нитроцементацией при 900° С требуется 3—5 ч. При нагреве образцов в насыщающей среде до температуры изотермической выдержки образуется диффузионный слой глубиной 0,1—0,2 мм, т. е. для некоторых закаливаемых изделий можно совместить процесс нагрева под закалку с насыщением углеродом и азотом.