RU2186149C1 - Method for surface treatment of steel and cast iron parts (versions) - Google Patents

Method for surface treatment of steel and cast iron parts (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2186149C1
RU2186149C1 RU2001115537A RU2001115537A RU2186149C1 RU 2186149 C1 RU2186149 C1 RU 2186149C1 RU 2001115537 A RU2001115537 A RU 2001115537A RU 2001115537 A RU2001115537 A RU 2001115537A RU 2186149 C1 RU2186149 C1 RU 2186149C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
nitriding
atmosphere
heating
parts
Prior art date
Application number
RU2001115537A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Т.В. Тетюева
В.Б. Пепеляева
И.А. Перцева
В.И. Пузенко
Original Assignee
Тетюева Тамара Викторовна
Пепеляева Валентина Борисовна
Перцева Ирина Алексеевна
Пузенко Владимир Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тетюева Тамара Викторовна, Пепеляева Валентина Борисовна, Перцева Ирина Алексеевна, Пузенко Владимир Иванович filed Critical Тетюева Тамара Викторовна
Priority to RU2001115537A priority Critical patent/RU2186149C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2186149C1 publication Critical patent/RU2186149C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method involves surface nitriding of part by heating to saturation temperature in nitriding atmosphere; holding at said temperature; quenching part by heating in controlled atmosphere to temperature exceeding said saturation temperature; holding at said temperature and providing intensified cooling, as well as cold treatment of part and low-temperature tempering. According to first and second versions, part is held during surface quenching process at temperature ranging from 590 C to 727 C, and neutral or oxidizing atmosphere may be used as controlled atmosphere. According to second version, additional cooling of part is provided after termination of holding cycle during nitriding before subsequent heating during quenching process. Method may be used for surface treatment of different steel and cast iron parts operating under increased friction, wearing and corrosion conditions and provides for deformation-free treatment of parts having configuration of any complexity and rigidity. EFFECT: increased solidity, wear resistance, durability and corrosion resistance of treated parts. 3 cl, 3 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к химико-термическим методам обработки поверхности различных стальных и чугунных деталей, работающих в условиях трения, износа, коррозии. The invention relates to the field of engineering, in particular to chemical-thermal methods of surface treatment of various steel and cast iron parts operating in conditions of friction, wear, corrosion.

Известен способ поверхностной обработки стальных и чугунных деталей, называемый "азотирование", включающий нагрев до температуры 520-650oС в атмосфере, содержащей преимущественно активный азот, выдержку при указанной температуре и последующее охлаждение (см. А.А. Шмыков. Справочник термиста, изд. 2-е, М., 1952 г., с.150). Процесс азотирования в данном способе является окончательной (финишной) операцией цикла поверхностной обработки детали. Детали, прошедшие поверхностную обработку указанным способом с соблюдением температуры нагрева, не подвержены деформации и короблению и не требуют, как правило, дополнительной механической обработки. В результате азотирования в поверхностном слое стальных и чугунных деталей повышается твердость и, как следствие, износостойкость.A known method of surface treatment of steel and cast iron parts, called "nitriding", including heating to a temperature of 520-650 o C in an atmosphere containing predominantly active nitrogen, holding at that temperature and subsequent cooling (see A.A. Shmykov. Thermal Reference, 2nd ed., M., 1952, p. 150). The nitriding process in this method is the final (finishing) operation of the surface treatment cycle of the part. Parts that have undergone surface treatment in the indicated manner with the observance of the heating temperature are not subject to deformation and warping and do not require, as a rule, additional machining. As a result of nitriding in the surface layer of steel and cast iron parts, hardness and, as a result, wear resistance increase.

Однако детали с поверхностным слоем, полученным известным способом, не обладают повышенной коррозионной стойкостью. However, parts with a surface layer obtained in a known manner do not have increased corrosion resistance.

Известен способ поверхностной обработки стальных и чугунных деталей, называемый "антикоррозионное азотирование", включающий нагрев детали до температуры 550-750oС в атмосфере, содержащей преимущественно активный азот, выдержку при указанной температуре, заданное время и последующее охлаждение (см. Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган. Азотирования стали, М., 1976 г., с.99). Детали с поверхностным слоем, полученным указанным способом, имеют высокую коррозионную стойкость в атмосфере, водопроводной воде, перегретом паре за счет образования в поверхностном слое высокоазотистой ε-фазы, обладающей положительным электродным потенциалом, а также за счет получения плотного, беспористого поверхностного слоя.A known method of surface treatment of steel and cast iron parts, called "anti-corrosion nitriding", comprising heating the part to a temperature of 550-750 o C in an atmosphere containing predominantly active nitrogen, holding at that temperature, a given time and subsequent cooling (see Yu.M. Lakhtin, Y.D. Kogan, Steel nitriding, M., 1976, p.99). Parts with a surface layer obtained by this method have high corrosion resistance in the atmosphere, tap water, superheated steam due to the formation of a highly nitrogen ε phase with a positive electrode potential in the surface layer, and also due to the production of a dense, non-porous surface layer.

Недостатком известного способа является получение поверхностного слоя невысокой твердости, а также недостаточная коррозионная стойкость деталей в особо агрессивных средах, например, содержащих сероводород. The disadvantage of this method is to obtain a surface layer of low hardness, as well as insufficient corrosion resistance of parts in particularly aggressive environments, for example, containing hydrogen sulfide.

Известен также способ поверхностной обработки стальных и чугунных деталей, называемый "нитрозакалка", включающий процесс азотирования путем нагрева до температуры насыщения в атмосфере, содержащей преимущественно активный азот, выдержки при данной температуре с последующим охлаждением, после чего вновь нагревают деталь до температуры выше Аc1 или Ас3 (Асm) (для систем Fe-C) в нейтральной или эндотермической атмосфере, выдерживают деталь при указанной температуре, после чего проводят ускоренное охлаждение, обработку холодом и низкотемпературный отпуск (см. Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган. Азотирования стали, М., 1976 г., с.102).There is also a known method of surface treatment of steel and cast iron parts, called "nitrozakalka", including the nitriding process by heating to a saturation temperature in an atmosphere containing predominantly active nitrogen, holding at this temperature, followed by cooling, and then again heating the part to a temperature above Ac 1 or Ac3 (Ac m) (for the Fe-C system) in a neutral or endothermic atmosphere, kept at this temperature the item, followed by accelerated cooling, cold treatment and Low temperature Saturn holidays (see. Lahtin JM, JD Cohen. nitriding steel, M., 1976, p.102).

Известен также способ "нитрозакалки" - поверхностной обработки стальных и чугунных деталей, включающий процесс поверхностного азотирования детали путем ее нагрева до температуры насыщения в азотирующей атмосфере и выдержки при указанной температуре, а также последующий процесс закалки детали, включающий нагрев под закалку с температуры азотирования до температуры, превышающей Аc1 или Ас3 (Аcm) (для систем Fe-C) в той же азотирующей атмосфере, выдержку детали при указанной температуре, ускоренное охлаждение, обработку холодом и низкотемпературный отпуск (см. Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган. Азотирования стали, М., 1976 г., с.102).There is also known a method of "nitrotreating" - surface treatment of steel and cast iron parts, including the process of surface nitriding of a part by heating it to a saturation temperature in a nitriding atmosphere and holding it at a specified temperature, as well as the subsequent process of hardening a part, including heating under quenching from a nitriding temperature to a temperature exceeding Ac 1 or Ac 3 (Ac m) (for the Fe-C systems) in the same nitriding atmosphere, parts exposure at this temperature, accelerated cooling by cold processing and Low temperature Saturn holidays (see. Lahtin JM, JD Cohen. nitriding steel, M., 1976, p.102).

Поверхностная обработка стальных и чугунных деталей указанным способом придает им прекрасное сочетание свойств обработанных деталей: высокую твердость и износостойкость, высокий предел выносливости, а также высокую коррозионную стойкость. Такое сочетание свойств достигается за счет получения особой структуры поверхностного слоя, содержащей значительное количество азотистого аустенита и азотистого мартенсита. Для получения таких структур в поверхностном слое проводится нагрев после азотирования до температур выше критических (для системы Fe-C) с последующим ускоренным охлаждением. The surface treatment of steel and cast iron parts in this way gives them an excellent combination of properties of the machined parts: high hardness and wear resistance, high endurance, as well as high corrosion resistance. This combination of properties is achieved by obtaining a special structure of the surface layer containing a significant amount of nitrogen austenite and nitrogen martensite. To obtain such structures, the surface layer is heated after nitriding to temperatures above critical (for the Fe – C system), followed by accelerated cooling.

Однако негативным следствием высокотемпературного нагрева и закалки является, как правило, деформация, особенно деталей сложной формы и малой жесткости. Поэтому промышленное применение известного способа в качестве окончательной (финишной) операции поверхностной обработки для большинства деталей машиностроения неприемлемо. Последующие доводочные механические операции для таких деталей невозможны, так как припуски на мехобработку, как правило, соизмеримы с глубиной азотированного слоя. However, the negative consequence of high-temperature heating and quenching is, as a rule, deformation, especially of parts of complex shape and low stiffness. Therefore, the industrial application of the known method as a final (finishing) surface treatment operation for most mechanical engineering parts is unacceptable. Subsequent fine-tuning mechanical operations for such parts are impossible, since the machining allowances are usually commensurate with the depth of the nitrided layer.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача обеспечения окончательной (финишной) бездеформационной обработки деталей с формой любой сложности и любой жесткости при обеспечении в обработанных деталях свойств: высокая твердость и износостойкость, высокий предел выносливости и высокая коррозионная стойкость. The present invention solves the technical problem of ensuring the final (finish) deformation-free processing of parts with a form of any complexity and any rigidity while ensuring properties in the processed parts: high hardness and wear resistance, high endurance and high corrosion resistance.

Для получения такого технического результата в предлагаемом способе поверхностной обработки стальных и чугунных деталей, включающем процесс поверхностного азотирования детали путем ее нагрева до температуры насыщения в азотирующей атмосфере с последующей выдержкой при указанной температуре и процесс закалки детали, включающий нагрев детали в контролируемой атмосфере до температуры, превышающей температуру насыщения азотом, выдержку при указанной температуре и ускоренное охлаждение, а также обработку детали холодом и низкотемпературный отпуск, предлагается по 1-му и 2-му вариантам выдержку детали в процессе поверхностной закалки вести в диапазоне температур 590-727oС, а в качестве контролируемой атмосферы при этом использовать нейтральную, или эндотермическую, или окислительную атмосферу. По 2-му варианту после выдержки в процессе азотирования детали перед ее последующим нагревом в процессе закалки предлагается дополнительно производить охлаждение детали.To obtain such a technical result in the proposed method for surface treatment of steel and cast iron parts, including the process of surface nitriding of the part by heating it to a saturation temperature in a nitriding atmosphere, followed by exposure at the specified temperature and the process of quenching the part, including heating the part in a controlled atmosphere to a temperature exceeding saturation temperature with nitrogen, holding at the specified temperature and accelerated cooling, as well as treating the part with cold and low temperature tour vacation, it is suggested that according to the 1st and 2nd options the exposure of the part during surface hardening should be carried out in the temperature range 590-727 o С, and in this case, use a neutral or endothermic or oxidizing atmosphere as a controlled atmosphere. According to the 2nd option, after holding in the process of nitriding the part before its subsequent heating in the hardening process, it is proposed to additionally cool the part.

Процессы поверхностного азотирования и закалки можно вести в одной технологической камере путем регулирования температуры и изменения состава атмосферы. Surface nitriding and hardening processes can be carried out in one technological chamber by controlling the temperature and changing the composition of the atmosphere.

Достижение названного технического результата обеспечивается благодаря следующему. The achievement of the named technical result is ensured by the following.

Отсутствие деформации у деталей любой жесткости и с формой любой сложности, обработанных по предлагаемому способу, подтверждается экспериментально и объясняется тем, что при нагреве детали до температур предлагаемого диапазона в процессе всего цикла обработки не происходит никаких фазовых и структурных превращений в сердцевине деталей. Фазовые и структурные превращения, происходящие в поверхностном азотированном слое глубиной в несколько десятых долей миллиметра, не могут привести к деформации всей детали за исключением случаев, когда минимальное сечение детали соизмеримо с глубиной слоя, однако это недопустимо по конструктивным соображениям. The absence of deformation in parts of any rigidity and with a shape of any complexity processed by the proposed method is confirmed experimentally and is explained by the fact that when the part is heated to temperatures of the proposed range during the entire processing cycle, no phase and structural transformations occur in the core of the parts. Phase and structural transformations occurring in a nitrided surface layer with a depth of several tenths of a millimeter cannot lead to deformation of the entire part, unless the minimum section of the part is commensurate with the depth of the layer, but this is unacceptable for structural reasons.

Для придания стальной или чугунной детали требуемых свойств - высокая твердость и износостойкость, высокий предел выносливости и высокая коррозионная стойкость - предлагаемым способом осуществляют формирование поверхностного слоя в два этапа. На первом этапе осуществляют обычное азотирование при температурах 520-650oС, в результате которого в поверхностном слое деталей образуются высокоазотистые фазы в соответствии с диаграммой состояния Fe-N: ε, γ, азотистый аустенит.To impart the required properties to a steel or cast iron part — high hardness and wear resistance, high endurance and high corrosion resistance — the proposed method performs the formation of a surface layer in two stages. At the first stage, normal nitriding is carried out at temperatures of 520-650 o С, as a result of which highly nitrogenous phases are formed in the surface layer of parts in accordance with the state diagram of Fe-N: ε, γ, austenitic nitrogen.

На втором этапе создаются условия для уменьшения содержания азота в поверхностном слое до концентраций, при которых единственной высокоазотистой фазой может быть только азотистый аустенит. Это достигается заменой азотирующей атмосферы на нейтральную, или эндотермическую, или окислительную. Смена азотирующей атмосферы на нейтральную, эндотермическую или окислительную может осуществляться непосредственно в камере, где происходило азотирование, путем изменения состава подаваемых газов, а также может осуществляться путем переноса деталей из камеры азотирования в другое нагревательное устройство (печь, камеру, ванну и т.д.), где уже имеется нейтральная, эндотермическая или окислительная атмосфера. В последнем случае детали после азотирования незначительно охлаждают при переносе из камеры азотирования в другое нагревательное устройство (печь, камеру, ванну и т.д.); при этом возможно охлаждение до комнатной температуры. Использование второго нагревательного устройства (печи, камеры, ванны и т.д.) и промежуточное охлаждение после азотирования перед закалкой увеличивают суммарное время обработки деталей, однако обеспечивают стабильность получаемых результатов, увеличивают срок службы оборудования, упрощают процесс охлаждения при закалке, увеличивают вариантность технологических возможностей в цикле обработки деталей. At the second stage, conditions are created for reducing the nitrogen content in the surface layer to concentrations at which only austenitic nitrogen can be the only highly nitrogenous phase. This is achieved by replacing the nitriding atmosphere with a neutral, or endothermic, or oxidizing one. The change of the nitriding atmosphere to a neutral, endothermic or oxidizing one can be carried out directly in the chamber where the nitriding took place, by changing the composition of the supplied gases, and can also be carried out by transferring parts from the nitriding chamber to another heating device (furnace, chamber, bath, etc. ), where there is already a neutral, endothermic or oxidizing atmosphere. In the latter case, the details after nitriding are slightly cooled when transferred from the nitriding chamber to another heating device (furnace, chamber, bath, etc.); it is possible to cool to room temperature. The use of a second heating device (furnace, chamber, bath, etc.) and intermediate cooling after nitriding before hardening increase the total processing time of the parts, however, they ensure the stability of the results obtained, increase the service life of the equipment, simplify the cooling process during hardening, and increase the variability of technological capabilities in the cycle of processing parts.

В результате выдержки в интервале стабильности азотистого аустенита 590-727oС азот из поверхностного слоя выделяется в атмосферу и диффундирует в глубь детали. Процесс продолжают до тех пор, пока концентрация азота в поверхностном слое не понизится до предела его растворимости в аустените при температуре выдержки 590-727oС. Единственной высокоазотистой фазой при этих условиях может быть только азотистый аустенит. Дальнейшее проведение ускоренного охлаждения, желательно в воду, чтобы не успело пройти промежуточное превращение азотистого аустенита в браунит (Fe4N+Feα), и при достижении температуры начала мартенситного превращения для системы Fe - N часть азотистого аустенита превратится в азотистый мартенсит. При обработке легированных сталей возможно охлаждение на воздухе, если при этом не успевает пройти промежуточное превращение. Все описанные превращения происходят только в поверхностном слое детали, обогащенном азотом; сердцевина деталей превращения не претерпевает, и поэтому геометрические размеры деталей не меняются (деформация отсутствует).As a result of exposure in the range of stability of nitrogen austenite 590-727 o With nitrogen from the surface layer is released into the atmosphere and diffuses deep into the part. The process is continued until the concentration of nitrogen in the surface layer decreases to the limit of its solubility in austenite at a holding temperature of 590-727 o C. The only highly nitrogenous phase under these conditions can only be austenitic nitrogen. Further accelerated cooling, preferably in water, so that the intermediate conversion of austenite nitrogen to brownite (Fe 4 N + Fe α ) does not pass, and when the temperature of the onset of martensitic transformation for the Fe - N system is reached, part of the austenite nitrogen will turn into nitrogen martensite. When processing alloyed steels, cooling in air is possible, if at the same time it does not have time to undergo an intermediate transformation. All the described transformations occur only in the surface layer of the part enriched with nitrogen; the core of the details of the transformation does not undergo, and therefore the geometric dimensions of the parts do not change (there is no deformation).

Таким образом, обработка стальных и чугунных деталей по предлагаемому способу позволяет получить в поверхностном слое структуры азотистого аустенита и азотистого мартенсита, которые в совокупности обеспечивают высокую твердость и износостойкость, высокий предел выносливости, а также высокую коррозионную стойкость деталей. При этом не происходит деформации и коробления деталей, в силу чего не требуется дополнительная механическая обработка деталей. Thus, the processing of steel and cast iron parts according to the proposed method allows to obtain structures of nitrogen austenite and nitrogen martensite in the surface layer, which together provide high hardness and wear resistance, a high endurance limit, as well as high corrosion resistance of the parts. In this case, there is no deformation and warpage of the parts, due to which additional mechanical processing of the parts is not required.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором в координатах "температура - время" на фиг.1 представлен известный по прототипу способ поверхностной обработки деталей; на фиг. 2 и 3 -1-й и 2-й варианты предлагаемого способа. The essence of the invention is illustrated by the drawing, in which in coordinates "temperature - time" in figure 1 presents a well-known prototype method of surface treatment of parts; in FIG. 2 and 3 -1st and 2nd options of the proposed method.

Из чертежа видно, что процесс азотирования происходит путем нагрева детали до температуры 520-650oС и выдержки ее в азотирующей среде, после чего осуществляют процесс закалки детали. Для этого по прототипу (фиг.1) вновь нагревают деталь до температур, выше критических величин: Аc1 или Ас3 (Асm) (для систем Fe-C) с последующей выдержкой в этой же атмосфере и быстрым охлаждением, обработкой холодом и низкотемпературным отпуском. По первому варианту (фиг. 2) процесс закалки детали ведут путем нагрева ее сразу после процесса азотирования до температуры в диапазоне 590-727oС и выдержку ведут в нейтральной, или эндотермической, или окислительной атмосфере, после чего осуществляют ускоренное охлаждение, обработку холодом и низкотемпературный отпуск. По второму варианту (фиг.3) после процесса азотирования перед процессом закалки проводят промежуточное охлаждение детали, возможно и до комнатной температуры, после чего осуществляют нагрев детали до температуры в диапазоне 590-727oС и выдержку ведут в нейтральной, или эндотермической, или окислительной атмосфере, после чего осуществляют ускоренное охлаждение, обработку холодом и низкотемпературный отпуск.From the drawing it can be seen that the nitriding process occurs by heating the part to a temperature of 520-650 o C and holding it in a nitriding medium, after which the process of hardening the part. To do this, according to the prototype (Fig. 1), the part is again heated to temperatures above critical values: Ac 1 or Ac 3 (Ac m ) (for Fe-C systems), followed by exposure in the same atmosphere and rapid cooling, processing with cold and low temperature vacation. According to the first option (Fig. 2), the quenching process of the part is carried out by heating it immediately after the nitriding process to a temperature in the range of 590-727 o C and exposure is carried out in a neutral, or endothermic, or oxidizing atmosphere, after which accelerated cooling, cold treatment and low temperature vacation. According to the second variant (Fig. 3), after the nitriding process, before the hardening process, an intermediate cooling of the part is carried out, possibly to room temperature, after which the part is heated to a temperature in the range of 590-727 ° C and the exposure is carried out in neutral, or endothermic, or oxidative atmosphere, after which accelerated cooling, cold treatment and low-temperature tempering are carried out.

Пример 1. Цилиндры штанговых насосов из стали 38Х2МЮА в количестве 18 штук для проведения поверхностной обработки были помещены в камеру ионного азотирования ИОН-140, в которой провели:
- нагрев деталей до температуры 520oС со скоростью 100-150oС в час и выдержку при температуре 520oС в течение 6 часов в азотирующей атмосфере - среде диссоциированного аммиака;
- в конце выдержки по газовой магистрали начали подавать аргон;
- последующий нагрев до температуры 620oC(+20oC) в нейтральной атмосфере - среде аргона - и выдержку в течение 1 часа в этой же атмосфере;
- быстрое охлаждение со скоростью более 100oС в секунду;
- последующий низкотемпературный отпуск, совмещенный с горячим оксидированием.
Example 1. The cylinders of rod pumps made of steel 38Kh2MYuA in the amount of 18 pieces for surface treatment were placed in an ion nitriding chamber ION-140, in which they carried out:
- heating the parts to a temperature of 520 o C at a speed of 100-150 o C per hour and holding at a temperature of 520 o C for 6 hours in a nitriding atmosphere - a medium of dissociated ammonia;
- at the end of the shutter speed, argon was fed through the gas main;
- subsequent heating to a temperature of 620 o C (+20 o C) in a neutral atmosphere - argon medium - and exposure for 1 hour in the same atmosphere;
- rapid cooling at a speed of more than 100 o C per second;
- subsequent low-temperature tempering combined with hot oxidation.

В структуре поверхностного слоя получено более 80% азотистого аустенита. Глубина слоя 0,2-0,25 мм, микротвердость 730-810 МПа. Контрольные образцы выдержали стандартные испытания на стойкость к сульфидной коррозии под напряжением по стандарту NACE ТМ 0177-96. Over 80% of austenitic nitrogen has been obtained in the structure of the surface layer. Layer depth 0.2-0.25 mm, microhardness 730-810 MPa. Control samples passed standard tests for resistance to sulfide corrosion under stress according to the standard NACE TM 0177-96.

Пример 2. Поверхностной обработке были подвергнуты детали -"износостойкое соединение", состоящее из переходника и муфты из стали 40ХН. Детали в количестве 40 переходников или 120 муфт помещали в установку ИОН-60. Обработку вели по режиму:
- нагрев до температуры 520oС со скоростью 100-150oС в час и выдержка при температуре 520oС в азотирующей атмосфере - 50% водорода и 50% азота в течение 2-х часов;
- охлаждение до комнатной температуры со скоростью 5oС в минуту;
- последующий нагрев в окислительной атмосфере шахтной печи до температуры 630oС(+20oС) и выдержка при этой же температуре в этой же атмосфере в течение 1 часа;
- ускоренное охлаждение со скоростью более 100oС в секунду;
- последующий низкотемпературный отпуск, совмещенный с горячим оксидированием.
Example 2. The surface treatment was subjected to parts - "wear-resistant connection", consisting of an adapter and coupling made of steel 40XH. Parts in the amount of 40 adapters or 120 couplings were placed in the ION-60 installation. Processing was carried out according to the mode:
- heating to a temperature of 520 o C at a speed of 100-150 o C per hour and holding at a temperature of 520 o C in a nitriding atmosphere - 50% hydrogen and 50% nitrogen for 2 hours;
- cooling to room temperature at a speed of 5 o C per minute;
- subsequent heating in the oxidizing atmosphere of the shaft furnace to a temperature of 630 o C (+20 o C) and exposure at the same temperature in the same atmosphere for 1 hour;
- accelerated cooling at a speed of more than 100 o C per second;
- subsequent low-temperature tempering combined with hot oxidation.

В структуре поверхностного слоя получено более 80% азотистого аустенита. Глубина слоя 0,1-0,15 мм, микротвердость 550-600 МПа. Контрольные образцы выдержали стандартные испытания на стойкость к сульфидной коррозии под напряжением по стандарту NACE ТМ 0177-96. Over 80% of austenitic nitrogen has been obtained in the structure of the surface layer. The layer depth is 0.1-0.15 mm, the microhardness is 550-600 MPa. Control samples passed standard tests for resistance to sulfide corrosion under stress according to the standard NACE TM 0177-96.

Claims (3)

1. Способ поверхностной обработки стальных и чугунных деталей, включающий процесс азотирования детали путем ее нагрева до температуры насыщения в азотирующей атмосфере с последующей выдержкой при указанной температуре и процесс закалки детали, включающий нагрев детали в контролируемой атмосфере до температуры, превышающей температуру насыщения азотом, выдержку при указанной температуре и ускоренное охлаждение, а также обработку детали холодом и низкотемпературный отпуск, отличающийся тем, что выдержку детали в процессе закалки ведут в диапазоне температур 590-727oС, а в качестве контролируемой атмосферы при этом используют нейтральную, или эндометрическую, или окислительную атмосферу.1. The method of surface treatment of steel and cast iron parts, including the process of nitriding the part by heating it to a saturation temperature in a nitriding atmosphere, followed by exposure to the specified temperature and the hardening process of the part, including heating the part in a controlled atmosphere to a temperature higher than the temperature of nitrogen saturation, holding at the specified temperature and accelerated cooling, as well as processing the part with cold and low-temperature tempering, characterized in that the part is kept in the quenching process in the temperature range 590-727 o C, a controlled atmosphere as used in this neutral, or endothermic, or oxidizing atmosphere. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процессы азотирования и закалки ведут в одной технологической камере путем регулирования температуры и изменения состава атмосферы. 2. The method according to p. 1, characterized in that the processes of nitriding and hardening are in the same process chamber by controlling the temperature and changing the composition of the atmosphere. 3. Способ поверхностной обработки стальных и чугунных деталей, включающий процесс азотирования детали путем ее нагрева до температуры насыщения в азотирующей атмосфере с последующей выдержкой при указанной температуре и процесс закалки детали, включающий нагрев детали в контролируемой атмосфере до температуры, превышающей температуру насыщения азотом, выдержку при указанной температуре и ускоренное охлаждение, а также обработку детали холодом и низкотемпературный отпуск, отличающийся тем, что после выдержки в процессе азотирования детали перед ее последующим нагревом в процессе закалки производят дополнительно охлаждение детали, выдержку детали в процессе поверхностной закалки ведут в диапазоне температур 590-727oС, а в качестве контролируемой атмосферы при этом используют нейтральную, или эндотермическую, или окислительную атмосферу.3. The method of surface treatment of steel and cast iron parts, including the process of nitriding the part by heating it to a saturation temperature in a nitriding atmosphere, followed by exposure to the specified temperature and the hardening process of the part, including heating the part in a controlled atmosphere to a temperature exceeding the nitrogen saturation temperature, holding at the specified temperature and accelerated cooling, as well as processing the part with cold and low-temperature tempering, characterized in that after exposure to the nitriding process Details prior to subsequent heating during tempering further cooling produce items, the items in the shutter surface hardening process is carried out in the temperature range 590-727 o C, a controlled atmosphere as used in this neutral, or endothermic, or oxidizing atmosphere.
RU2001115537A 2001-06-05 2001-06-05 Method for surface treatment of steel and cast iron parts (versions) RU2186149C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115537A RU2186149C1 (en) 2001-06-05 2001-06-05 Method for surface treatment of steel and cast iron parts (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115537A RU2186149C1 (en) 2001-06-05 2001-06-05 Method for surface treatment of steel and cast iron parts (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2186149C1 true RU2186149C1 (en) 2002-07-27

Family

ID=20250465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001115537A RU2186149C1 (en) 2001-06-05 2001-06-05 Method for surface treatment of steel and cast iron parts (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2186149C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526639C2 (en) * 2009-02-18 2014-08-27 Х.Е.Ф. Machining of kitchenware parts
CN106191756A (en) * 2016-08-31 2016-12-07 人本集团有限公司 A kind of Technology for Heating Processing improving bearing ring abrasion performance
RU2640481C2 (en) * 2012-08-08 2018-01-09 Сан Лоренцо С.Р.Л. Method for manufacturing kitchenware piece with internal surface of silver or silver alloy

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C 682492, 30.09.1993. *
ЛАХТИН Ю.М. и др. Азотирование стали. - М.: Машиностроение, 1976, с.102. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526639C2 (en) * 2009-02-18 2014-08-27 Х.Е.Ф. Machining of kitchenware parts
US9234269B2 (en) 2009-02-18 2016-01-12 H.E.F. Method of treating parts for kitchen utensils
RU2640481C2 (en) * 2012-08-08 2018-01-09 Сан Лоренцо С.Р.Л. Method for manufacturing kitchenware piece with internal surface of silver or silver alloy
CN106191756A (en) * 2016-08-31 2016-12-07 人本集团有限公司 A kind of Technology for Heating Processing improving bearing ring abrasion performance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3885995A (en) Process for carburizing high alloy steels
JPS62161948A (en) Production of corrosion resistant alloyed steel member
RU2600789C2 (en) Method for solution hardening of cold deformed workpiece of passive alloy and member solution hardened by method
Li et al. Influence of salt bath nitrocarburizing and post-oxidation process on surface microstructure evolution of 17-4PH stainless steel
FR2991694A1 (en) Strengthening a steel part useful in a car, comprises a step of carburizing or carbonitriding and a step of nitriding that are performed in a same furnace, where nitriding step is carried out next to step of carburizing or carbonitriding
US7468107B2 (en) Carburizing method
EP2888377B1 (en) Method for heat treating a steel component and a steel component
RU2186149C1 (en) Method for surface treatment of steel and cast iron parts (versions)
WO2019131602A1 (en) Nitrided steel member, and method and apparatus for producing nitrided steel member
JP4771718B2 (en) Metal nitriding method
Christiansen et al. Low-temperature surface hardening of stainless steel
Michalski et al. Controlled gas nitriding of 40HM and 38HMJ steel grades with the formation of nitrided cases with and without the surface compound layer, composed of iron nitrides
JP2008121064A (en) Method for producing low strain quenched material
Bricín et al. The effect of boriding and heat treatment on the structure and properties of 100Cr6 steel
JPH04191315A (en) Method for heat-treating composite material
CN114317898A (en) Method for improving wear resistance and corrosion resistance of ferritic stainless steel surface
JP2005036279A (en) Surface hardening method for steel, and metallic product obtained thereby
Yang et al. Modeling the nitriding of steel by compound layer growth model
KR100522919B1 (en) Low distortion treatment method of high speed tool steel with corrosion-resistance and abrasion-resistance
JPH02294462A (en) Carburizing quenching method for steel member
Panfil-Pryka et al. Mechanical Properties of Nitrided Layer after Laser Modification. SOJ Mater Sci Eng 8 (1): 1-6
US5194096A (en) Carburizing treatment of a steel with reduction of the hydrogen content in the carburized layer
RU2253692C1 (en) Method of chemical heat treatment of parts of electromagnetic valves made from magnetically soft steel
SU502046A1 (en) The method of annealing granular perlite steel billets
Srivatsan PRINCIPLES OF THE SURFACE TREATMENT OF STEELS