SU863713A1 - Способ газовой цементации изделий из конструкционных сталей - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ГАЗОВОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ

1

Изобретение сткоситс  к химикотермической обработке и, в частности, может быть использовано при газовой цементации изделий из конструкционных сталей, в особенности легированных хромом, марганцем, титаном, молибденом , вольфрамом и ванадием.

Известен способ газовой цементации изделий из углеродистых и легированных сталей в среде эндогаза с добавкой природного газа, заключакицийс  в нагреве деталей в эндогазе до 930°С, выдержки при данной температуре в насыщающей среде с посто нным углеродным потенциалом 0,8-1,0 %С, подстуживании до 850°С и последующей закалке в масле 1.

Однако цементаци  стальных изделий по данному способу характеризуетс  длительностью процесса науглераживани . Это объ сн етс  тем, что при цементации изделий из углеродистых и легированных сталей в насыщаюшей среде с посто нным углеродным потенциалом, равным 0,8-1,0% С, на поверхности изделий первоначально образуетс  тонка  карбидна  пленка. Образование этой пленки св зано с большой активностью науглероживающей атмосферы. Это приводит к

тому, что содержание углерода на по верхности изделий не ограничиваетс  пределом растворимости в аустените дл  данной температуры, а повышаетс  до таких значений, при которых образуютс  карбиды. Наличие карбидной пленки на поверхности деталей тормозит процесс диффузии углерода в сталь, тем самым увеличиваетс 

10 длительность процесса науглероживани .

Известен также способ газовой цементации, заключан цийс  в том, что издели  нагревают в среде эндогаза

15 до 930°С и выдерживают при этой температуре в насыщающей среде. При этом в течение первого этапа выдержки поддерживают углеродный потенциал, равный 1,3% С, что соответствует

20 пределу растворимости углерода в стали, а затем на втором этапе выдержки понижают углеродный потенциал до 0,8-1,0% С, после чего осуществл ют подстуживание и закгипку в мас25 ле 2.

Цель изобретени  - сокращение времени вьвдержки, при которой происходит диффузионное насыщение.поверхности обрабатываемых изделий углеро30 дом.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в течение вьщержки углеродный потенциал насыщающей газовой среды постепенно повышают с 0,3-0,5% до 0,8-1,0% С.

Постепенное повышение углеродного потенциала насыщающей газовой )среды в процессе выдержки позвол ет уменьшить скорость образовани  на поверхности изделий карбидной пленки что способствует росту диффузии углерода в сталь, следовательно, сокращает врем  выдержки, а в целом уменьшает длительность всего процесса цементации.

Пример. Издели  из стали 12Х2Н2А нагревают в безмуфельной печи проходного типа в атмосфере эндогаза до 930-950°С. При достижении этой температуры в печь подают природный газ в количестве, необходимом дл  поддерживани  углеродного потенциала в начале выдержки в пределах 0,3-0,5% С, затем по мере увеличени  вьщержки в печь подают природный газ, постепенно повьаиа  углеродный потенциал до 0,8-1,0% С. В данном примере обрабатываемые издели  постепенно перемещают через зону насыщени , увеличива  потенциал с 0,5% С до 1,0% С при . Величину углеродного потенциала контролируют по фольге, или по содержанию углекислого газа. После вьщержки в течение 4 и 6 ч производ т подстуживание до 600 + выдержкой в течение 3 ч. После подстуживани  снова нагревают садку до 840 + 10°С и выдерживают в течение часа, а затем производ т закалку в масле.

Начальное значение углеродного потенциала 0,3-0,5 % С определ ют, исход  из содержани  углерода в стали. Дл  обеспечени  процесса его постепенного повышени  он должен быть выше исходного содержани  углерода в стали. Начинать насыщение при углеродном потенциале, большем 0,5% С. не рекомендуетс , так как 5 есть веро тность образовани  карбидной пленки. Повышение пределов углеродного потенциала в конце процесса насыщени  выше 0,8-1,0% С ведет к ухудшению механических характеристик из-за пересыщени  углеродом поверхности обрабатываемых изделий.

Дл  сравнени  в той же печи проводили газовую цементацию изделий по известному режиму с посто нным углеродным потенциалом, равным 1,0% С, в процессе всего времени выдержки. Результаты сравнительных испытаний образцов, обработанных при различных выдержках по известному и предлагаемому способам, сведены в таблицу.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ газовой цементации изделий из конструкционных сталей преимущественно с содержанием углерода до 0,3%, включающий нагрев до температуры цементации, выдержку при этой температуре в углеродсодержащей среде, последующее подстуживание

   ВНИИПИ Заказ 7711/43 кислого газа. После выдержки в течение 4 и 6 ч производят подстуживание до 600 + 30^dC выдержкой в течение 3 ч. После подстуживания снова нагревают садку до 840 + 10°С и вы10 держивают в течение часа, а затем производят закалку в масле.

   Начальное значение углеродного потенциала 0,3-0,5 % С определяют, исходя из содержания углерода в стали. Для обеспечения процесса его постепенного повышения он должен быть выше исходного содержания углерода в стали. Начинать насыщение при углеродном потенциале, большем

   0,5% С. не рекомендуется, так как

   15 есть вероятность образования карбидной пленки. Повышение пределов углеродного потенциала в конце процесса насыщения выше 0,8-1,0% С ведет к ухудшению механических характе20 ристик из-за пересыщения углеродом поверхности обрабатываемых изделий.

   I

   Для сравнения в той же печи проводили газовую цементацию изделий по известному режиму с постоянным углеродным потенциалом, равным 1,0% С, в процессе всего времени выдержки. Результаты сравнительных испытаний образцов, обработанных при различных до температуры закалки, выдержку и закалку в масле, о т л и ч а го50 щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени обработки, выдержку осуществляют при начальном углеродном потенциале 0,3-0,5% С с постепенным повышением его до 0,8-1,0% с 55 в конце выдержки.