SU1520141A1

SU1520141A1 - Способ газовой цементации деталей из конструкционных легированных сталей

Info

Publication number: SU1520141A1
Application number: SU874347772A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Довгий; Анатолий Александрович Костенко; Сергей Васильевич Чишко; Виталий Иванович Гопка
Priority date: 1987-10-06
Filing date: 1987-10-06
Publication date: 1989-11-07

Abstract

Изобретение может быть использовано в машиностроении при цементации деталей из конструкционных сталей. Цель изобретени - интенсификаци процесса насыщени . В течение процесса цементации производ т циклическое изменение углеродного потенциала от 0,3-0,5% С до 0,8-1,0% С при продолжительности насыщени в верхнем и нижнем значени х 8-10 мин. Это позвол ет увеличить толщину цементованного сло приблизительно на 20%. 2 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относитс к химико- термической обработке и может быть использовано в машиностроении при цементации деталей из конструкционных сталей, легированных в особенности хромом, молибденом, вольфрамом, ванадием , марганцем и титаном.

Цель изобретени - интенсификаци процесса насьш1ени .

На чертеже изображен график зависимости углеродного потенциала от продолжительности насьш;ени .

В течение процесса насыщени производитс циклическое изменение углеродного потенциала с верхним посто нным значением 0,8-1,0% а нижним от 0,3-0,5% С в начале процесса с постепенным повышением в конце до 0,8-1,0% С при продолжительности насыщени в верхнем и нижнем значении углеродистого потенциала 8-10 мин.

Циклическое изменение углеродного потенциала с вьздержкой при граничных его значени х позвол ет затормозить процесс образовани карбидной пленки на поверхности детали за счет периодического повышени и понижени углеродного потенциала и в то же врем увеличить скорость диффузионного процесса углерода в сталь путем периодического увеличени концентрации углерода между поверхностью детали и углеродсодержацей средой, что сокращает продолжительность процесса цементации .

Верхнее значение углеродного потенциала при циклировании в начальньтй период цементации 0,8-0,1% С определ ют из услови поддержани значительного градиента концентрации углерода и снижени веро тности образовани карбидной пленки на поверх л

ГчЭ

ности за счет выдержки в течение определенного времени. При большем значении углеродного потенциала веро тность образовани карбидной пленки возрастает, при меньшем градиент концентрации углерода между поверхностью стали и атмосферой уменьшаетс , что снижает процесс диффузии углерода в сталь. В конце процесса поддержание углеродного потенциала 0,8-1,0% С определ ет оптимальное сочетание механических свойств.

Нижнее значение углеродного потенциала при циклированиив начале процесса 0,3-0,5% С определ ют из услови протекани диффузии углерода в сталь и наименьшей веро тности образовани карбидной пленки на поверхности детали. Меньшее значение углеродного потенциала не обеспечивает процесс цементации, поскольку градиент концентрации углерода между поверхностью и атмосферой равен 0. Большее значение углеродного потенциала в течение длительного времени ведет к образованию карбидной пленки на поверхности детали. Постепенное повьппение нижнего значени углерод- него потенциала при циклировании от 0,3-0,5% С в начале процесса до 0,8-1,0% С к концу определ етс условием протекани диффузионного процесса , снижением веро тности образовани карбидной пленки и конечным содержанием углерода в поверхностной зоне.

Ведение процесса цемента1Ц1И при граничных значени х углеродного потенциала определ етс и продолжительностью насыщени в верхнем и нижнем значени х углеродного потенциала Дпительность насыщени в течение 8- 10 мин определ ют из УСЛОВ.ИЯ снижени веро тности образовани карбидно пленки на поверхности и поддержани значительного градиента концентрации углерода. Увеличение продолжительности более 10 мин в верхнем значении углеродного потенциала ведет к повышению веро тности образовани карбидной пленки и к увеличению длительности цементации при нижнем значении углеродного потенциала. Длительность насыщени менее 8 мин при верхнем значении углеродного потенциала уменьшает продолжительность процесса, при котором скорост диффузии углерода в сталь повышена

5

0

5

0

5

0

5

0

5

и приводит к большей веро тности образовани карбидной пленки при нижнем значении углеродного потенциала , потому что веро тность образовани карбидной пленки определ етс и длительностью насьщени при нижнем значении углеродного потенциала, поскольку за ним следует процесс с углеродным потенциалом 0,8-1,9% С.

Пример. Цементацию деталей и образцов из стали 18Х2Н4ВА провод т в шахтной печи в газовой атмосфере при 930-950 С в течение 8 ч. При достижении этой температуры в печь подают природный газ в количестве , необходимом дл создани углеродного потенциала 0,3-0,5%С,.и выдерживают 8-10 мин. Затем увеличивают подачу газа, повьшза углеродный потенциал до 0,8-1,0% С. После вьздерж- ки 8-10 мин уменьшают подачу газа, понижа углеродный потенциал до значени , соответствующего пocтeпeннo fy повьшгению его от 0,3-0,5 до 0,8 - 1,0% С, и выдерживают 8-10 мин. Затем снова увеличивают подачу газа, создава углеродный потенциал 0,8- 1,0% С, и выдерживают 8-10 мин. Цикл повтор ют в течение всего процесса цементации. Количество циклов составл ет 20.

После цементации производ т закалку и низкий отпуск,

В той же печи производ т цементацию по известному способу с постепенным повышением углеродного потенциала от 0,3-0,5 до 0,8-1,0% С в конце задержки , котора составл ет 8 ч.

В табл.1 приведены результаты, полученные при осуществлении предлагаемого и известного способов.

При осуществлении цементации длительность изменени углеродного потенциала при переходе от одного значени - к второму составд ет 0,5-3 мин в зависимости от градиента предельных значений углеродного потенциала.

Как видно из табл.1, применение предлагаемого способа позвол ет увеличить толщину цементованного сло на 20%.

Данные табл.2 показывают, что характеристики цементованного сло при цементации с параметрами, выход щими за пределы ниже значений, полученных по предлагаемому способу.

51520U16

Claims

Формула изобретени интенсификации процесса насыщени .

Способ газовой цементации деталей изненение углеродного потенциала про- из конструкционных легированных сталей , включающий диффузионное насьпцеизвод т циклически с посто нным верхним значением углеродного потенциала при продолжительности насыщени в верхнем и нижнем его значени х 8- 10 мин.

ние с повьшением углеродного потенциала от 0,3-0,5 до 0,8-1,0% С, отличающийс тем, что, с целью

изненение углеродного потенциала про-

извод т циклически с посто нным верхизненение углеродного потенциала про-

ним значением углеродного потенциала при продолжительности насыщени в верхнем и нижнем его значени х 8- 10 мин.

Таблица 1

Технологические параметры цементации

Значение углеродного потенциала,

1C

Верхний лрелел I НижниО предел

Продолжительность выдержки при граничных значени х углеродного потенциала , мин

ый)

6 вестный)

Посто нный 0.8-1,0

То ж

С посто лпым, попи ением от 1,3-(,5 до 0,8-1,0 Посто нный 0,8-1,0

С постепенном повыиепием от 0,3-0,5 до 0,8-1,0

. То же Посто нный 0,3-0,5 С постепенным Повьлпеннем от 0,3-0,5 до 0,8-1,0

3-5

13-15 8-10

8-10

8-10

Ч. С

1Л- иЗ

ta17 .

35.

85. Siaj аг «) у

Характернстикк цементованного сло

Содержание углерода, X, на глубине.

0,5 I 1,1

0,82

0,4

750

0,39 0,35

0,37

720 620

680

0,52 0,4«

950

780

т, час