Ціанування і нітроцементація сталі: технологія та призначення

Температура ціанування впливає на глибину і склад нанесеного шару

На параметри процесу спільної дифузії серйозно впливає азот, від якого, in particular, залежать:

• глибина шару металу, на яку буде відбуватися дифузія вуглецю;
• ступінь насичення такого шару вуглецем.

Між тим великий вміст азоту в середовищі для ціанування може призвести до того, що дифузія вуглецю в структуру стали буде протікати недостатньо активно. This is due to the fact, що азот, коли в робочому середовищі для ціанування його міститься занадто багато, сприяє формуванню на поверхні оброблюваного виробу карбонитридных фаз або утворень.

Процес насичення поверхневого шару сталевого виробу азотом і вуглецем при виконанні ціанування і нітроцементації протікає в дві стадії, які мають мало спільного, якщо порівнювати їх кінетичні показники. So, на першій стадії, що може тривати від 60 to 180 minutes, поверхневий шар виробу насичується і азотом і вуглецем. На наступному етапі окремі атоми азоту, вже абсорбированные в структуру стали, можуть десорбироваться, тобто перейти назад в газову фазу і вийти назовні через поверхню сплаву. При протіканні другої фази ціанування зовнішній шар оброблюваної сталі продовжує насичуватися вуглецем.

Установка для ціанування

Процес зменшення кількості азоту і збільшення змісту вуглецю в складі оброблюваної сталі, що протікає при збільшенні температури в ході ціанування, має лінійний характер. При цьому така лінійність характерна лише для верхнього шару дифузійної зони, у той час як в шарах сталевого вироби, розташованих на більшій глибині від її поверхні, вона не спостерігається.

Характерною особливістю ціанування є те, що вуглець проникає в оброблюваний виріб на меншу глибину, ніж азот. Глибина проникнення цих елементів в структуру сталі залежить переважно від мікроструктури оброблюваного матеріалу. Цианированные вироби невеликої товщини можуть відрізнятися більш високою крихкістю, якщо порівнювати їх з деталями, обробленими за стандартною технологією цементації.

Переваги та недоліки технології

Процес нітроцементації та ціанування, as mentioned above, здійснюється при відносно невисоких температурах, що сприяє менш інтенсивному зносу використовуваного обладнання, а також не призводить до значних деформацій оброблюваних деталей. При цьому виконання технологічних операцій на таких режимах виключає необхідність охолоджувати оброблюваний виріб до низьких температур.

Після ціанування аустенітна структура сталі стає більш стійкою, що покращує прожарювана окремих ділянок матеріалу, які були піддані такій обробці. In particular, саме завдяки таким властивостям цианированного матеріалу низьколеговані сталі можна гартувати в маслі.

Нітроцементація та ціанування підвищують твердість і контактну витривалість виробів

Залишковий аустеніт, присутній в сталях, які були піддані ціанування, сприяє поліпшенню таких характеристик матеріалу, as:

• bending strength;
• impact strength;
• plasticity;
• втомна міцність.

Саме тому з допомогою ціанування обробляють деталі, які в процесі експлуатації піддаються значним навантаженням. Here, in particular, відносяться вали і шестерні, серцевина яких повинна відрізнятися не тільки достатньою міцністю, але і достатньою в’язкістю. Формування саме таких характеристик і домагаються при ціануванні.

Між тим виконання ціанування має і ряд недоліків:

• Величина поверхневого шару сталі, характеристики якого поліпшуються в результаті виконання такої технологічної операції, складає всього сім-вісім десятих міліметра.
• При виконанні ціанування необхідно постійно контролювати ступінь азотування і навуглерожування, якою володіє робоче середовище.