Охарактеризуйте цементацию

Цементацией называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стальных деталей углеродом. Цель цементации – достижение высокой твердости и износостойкости поверхности детали в сочетании с вязкой сердцевиной. На цементацию поступают механически обработанные детали с припуском на шлифование. В тех случаях, когда цементации подвергается только часть детали, остальные участки защищают либо большим припуском, который после цементации снимают, либо специальными

-5-

огнеупорными обмазками, либо тонким слоем меди, нанесенным электролитическим путем. Цементации подвергают стали с низким содержанием углерода (0,1-0,2%).

После цементации на поверхности концентрация углерода достигает 1,0%. Глубина цементированного слоя обычно лежит в пределах 0,5-2,5 мм. Для достижения высокойповерхностной твердости и вязкой сердцевины после цементации всегда проводят закалку с низким отпуском.

12. Какие виды цементации различают? Охарактеризуйте их.

Различают два основных вида цементации: в твердой и газовой средах. Твердая цементация проводится в специальных стальных ящиках, в которых детали укладывают попеременно с твердым карбюризатором. В качестве карбюризатора – твердой средой, поставляющей углерод к поверхности детали, используют дубовый и березовый древесный уголь и активизаторы BaCO₃ или Na₂CО_3.

Ящики закрывают крышками и замазывают огнеупорной глиной для предотвращения утечки газов. Процесс цементации проводят выше А_с3 (обычно 910-930 ºC), когда сталь находится в аустенитном состоянии, которое характеризуется высокой растворимостью углерода. При нагреве идут реакции:

2С+О₂ → 2СО; BaCO₃+С→BaO+2CO; 2СО→СО₂+С.

Образующиеся активные атомы углерода диффундируют в решетку γ-железа.

В процессе газовой цементации стальные детали нагревают в газовых смесях, содержащих СО, СH₄ и др. Газовая цементация проходит быстро, так как не требует времени на прогрев ящика и карбюризатора. Слой толщиной 1 мм образуется за 6-7 ч.

13. Какие стали подвергают цементации? Какова структура цементированного слоя?

Цементации подвергают стали с низким содержанием углерода (0,1-0,2%). Глубина цементированного слоя обычно лежит в пределах 0,5-2,5 мм. Полученный в результате цементации наружный слой содержит более более 0,8% углерода и имеет структуру заэвтектоидных сталей –перлит и вторичный цементит. Глубже лежит слой эвтектоидного состава с перлитной структурой, а далее –слой с феррито-перлитной структурой. Для достижения высокой поверхностной твердости и вязкой сердцевины после цементации всегда проводят закалку с низким отпуском. После такой термообработки поверхностный заэвтектоидный слой имеет структуру отпущенного мартенсита, а сердцевина из-за низкой прокаливаемости имеет феррито-перлитную структуру.