To tylko jedna z 8 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
90
JW
6. Obróbka cieplno-chemiczna stali
6.1. Wiadomości ogólne
Obróbkę cieplno-chemiczną, podobnie jak omówione już hartowanie powierzchniowe, stosuje
się w celu uzyskania wysokiej twardości warstwy powierzchniowe przedmiotu, przy zachowaniu
ciągliwego rdzenia. Zapewnia to dużą odporność ni ścieranie i wysoką wytrzymałość na
obciążenia dynamiczne, a w niektórych przepadkach zabezpiecza stal przed korozją.
W stosunku do hartowania powierzchniowego obróbka cieplno-chemiczną jest procesem
mniej wydajnym, ale za to zapewnia większe różnice między własnościami rdzenia i warstwy
powierzchniowej, gdyż są one wynikiem nie tylko różnic struktury, ale także składu
chemicznego. Dodatkową jej zaletą jest możliwość stosowania do dowolnych przedmiotów,
niezależnie od ich kształtu (hartowanie powierzchniowe jest niemożliwe przy zbyt
skomplikowanych kształtach).
Obróbka cieplno-chemiczną polega na dyfuzyjnym wprowadzeniu do przypowierzchniowej
warstwy przedmiotu obcego pierwiastka, celem spowodowania odpowiednich zmian jej
własności (w niektórych przypadkach właściwy efekt uzyskuje się dopiero po dodatkowej
obróbce cieplnej). Ogólnie dzieli się na:
• dyfuzyjne nasycanie niemetalami (nawęglanie, azotowanie, utlenianie, siarkowanie,
borowanie, krzemowanie),
• dyfuzyjne nasycanie metalami (aluminiowanie, chromowanie, cynkowanie,
tytanowanie),
• dyfuzyjne nasycanie wieloskładnikowe (węgloazotowanie, węglotytanowanie
siarkowęgloazotowanie itd.).
Obróbkę cieplno-chemiczną przeprowadza się w środowisku bogatym w składnik
dyfundujący do stali. W większości przypadków stosuje się środowisko gazowe i wówczas w
czasie obróbki zachodzą trzy podstawowe procesy:
a) dysocjacja — polegająca na rozkładzie cząsteczek gazu i utworzeniu aktywnych atomów
pierwiastka dyfundującego, np.
2CO → CO2 + C,
NH3 → 3H + N;
b) adsorpcja — polegająca na wchłanianiu (rozpuszczaniu) wolnych atomów przez
powierzchnię metalu (zachodzi tylko wtedy, gdy pierwiastek wprowadzany rozpuszcza
się w obrabianym metalu),
c) dyfuzja — polegająca na przemieszczaniu się obcych atomów w sieci przestrzennej
obrabianego metalu.
W wyniku tych trzech procesów powstaje warstwa dyfuzyjna, w której stężenie
dyfundującego pierwiastka osiąga maksimum na powierzchni i maleje w miarę oddalania się od
niej.
Przemieszczanie dyfuzyjne atomów uwarunkowane jest następującymi czynnikami:
• wzajemną rozpuszczalnością metalu nasycanego i pierwiastka nasycającego,
• dążeniem układu do wyrównywania składu chemicznego w całej objętości,
• ruchami cieplnymi atomów.
Szybkość przemieszczania się atomów, czyli szybkość dyfuzji w dużej mierze zależy od
temperatury i wzrasta z jej podwyższeniem.
W zależności od przebiegu dyfuzji rozróżnia się dyfuzję atomową i dyfuzję reakcyjną.
Dyfuzja atomowa polega na przemieszczaniu się atomów jednego pierwiastka do sieci
elementarnej pierwiastka drugiego, przy czym powstaje roztwór stały o sieci elementarnej
pierwiastka rozpuszczającego. Tworzenie się nowych faz o budowie różnej od budowy
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)