Технология поверхностной закалки сплавов в жидком азоте

В отраслях, работающих с металлом, активно используются различные технологические приемы для улучшения характеристик сплавов. Термообработка, в частности воздействие высоких температур, повышает прочность, твердость деталей из стали, при этом их размеры и форма остаются неизменными. Закалка в жидком азоте — одно из звеньев технологического процесса, необходимого для получения заданных свойств поверхностного слоя металла.

Технологии закалки металлов

Методы поверхностной закалки позволяют сохранить прочность стали, придав ей пластичность и устранив хрупкость металла. Проводят полную и неполную закалку. Второй вариант применяется исключительно для марок инструментальной стали.

Технология поверхностной закалки сплавов в жидком азоте

Известно, что решающее значение на результаты закалки имеет скорость охлаждения сплава. Стремительное охлаждение используется только для устранения аустенита. Резкое снижение температуры в мартенситном промежутке (300-200℃) не желательно. Лучшей закалочной средой считается быстрое охлаждение в пределах наименьшей устойчивости аустенита. К основным закалочным средам относят:

  • воду;
  • водные растворы кислот и щелочей;
  • масло;
  • расплавленные соли;
  • воздух.

Скорость отпуска в разных средах не одинакова, и процесс состоит из трех стадий — пленочного кипения, пузырчатого кипения и конвекторного теплообмена.

Способы поверхностной закалки: плазменная, импульсная, лазерная, электроконтактная и пр. Довольно часто изделия из металла стараются оградить от таких негативных явлений, как образование окалины и потеря содержания углерода. Делается это с использованием азота, образующего на поверхностях слой нитрида толщиной 0,3-0,6 мм, с помощью аммиака, подающегося в герметизированную печь для закалки и разлагающегося при высоких температурах на азот и водород.

Импульсная закалка – один из эффективных методов металлообработки. Суть технологии — воздействие высокочастотных импульсов на поверхности деталей из металла. Благодаря чередованию обработки с паузами, детали не меняют своей макро- и микрогеометрии, приобретая дополнительную износостойкость и сопротивляемость кавитации.

Этапы закаливания

Технология поверхностной закалки сплавов в жидком азоте

В процессе закаливания металл проходит три стадии: нагрев, выдержка — в ходе которой и происходят структурные изменения в кристаллической решетке металла, и охлаждение, скорость зависит от типа сплава и конкретных свойств, приданных металлу после закаливания.

Закаливание происходит в одной среде, двух атмосферах, струйным и ступенчатым способом. При этом используется несколько технологий отпуска, в зависимости от применяемых диапазонов температур:

  • низкие (2600С), для устойчивости металла к износу;
  • средние (350-5000С), для выносливости и упругости;
  • высокие (500-6800С), для пластичности и прочности.

Закаленные поверхности сохраняют свои характеристики при температуре 550-6500С. Цементация позволяет выдержать нагрев до 2250С, в то время, как азотирование повышает прочность в полтора-два раза.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector