* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
29 Сталь. 30 обработки,- 2) применением совершенно особых выдержки при нагреве, слишком быстрое нагрева операций обработки, связанных с изменением хи ние) наблюдается повышенная концентрация мического состава отдельны* слоев металла. углерода на поверхности и слишком резкий пере В первом случае применяются такие способы ход от цементованного слоя к основному металлу, нагревания С которые дают возможность полу бл годаоя чему цементованный слой становится чать темпеоатуру. необходимую для закалки лишь непрочно сипящим на изделии и легко дает отка в некотором слое металла, более или менее глубо л ы в а н и е отдельных частей наподобие скорлупы. ком, внутри ж е металл должен иметь более низ | Наоборот, при слишком быстрой д и ф ф у з и и (чрезкую температуру, нед «статочную для закагки. | мерная температура нагрева) наблюдается другая Подвергая быстрому охлаждению нагретое таким ' крайность-недостаточное содержание углерода в образом изделие, получают в результате извест , поверхностном слое, а следовательно и недостаную степень закаленного состояния в поверхност I точная твердость поверхности после закалки ценом слое, постепенно переходящего в состояние jментованного изделия. И тот и другой недостаток незакзленкое во внутренних областях изделия. л е г ю устраняются соответствующим подбором Применение этого способа обработки возможно ! температурных условий в каждом отдельном слулишь в очень х о р о ш о оборудованных термических j чае выполнения цементации. мастерских с х о р о ш о регулироранными печами Продолжительность операции являемся велипри точном измерении температу:ы рабочего про | чиной, зависящей от требующейся глубины цеменстранства печи, поверхности нагреваемого изде ! тованного слоя и определяется в конечном счете лия, з*калочной ванны, а также при точном изме I скоростью диффуз-и при заданных температурных рении времени выдержки изделия в лечи. В о5ыч- условиях. Наиболее распространенным случаем ных же условиях работы способ этот не применим. является получение глубины цементованного слоя При обработке поверхностного споя металла с около 1 мм., достигаемой при продолжительности изменением его химического состава используется операции 2—3 ч а с а . явление диффузии, т.-е. способности атомов од Само сооой разумеется, что введение углерода ного тела распространяться среди коист <лличе- в поверхностный слой С- имеет смысл только в ских решеток другого тепа; явление диффузии мо том случае, когда в обрабатываемом металле с о жет быть использовачо во всех тех случаях, когда держание углерода достаточно мало. вводимое тело обладает стремлением к р а с т в о р е После насыщения поверхностного слоя метал нию в основном теле Но и в случае- отсутствия ла углеродом производится обязательно полная этого стремления м о ж н о осуществить распростра термическая обработка изделия, при чем условия нение атомов при том условии, что оба эти тела этой обработки вырабатываются т. обр., чтобы в способны давать какие-либо определенные соеди первую очередь было придано желательное строе нения—в этом случа-г играет ропь особая р а з н о ние малоуглеродистому сердечнику и зачем уже видность диффузии—„диффузия реакций". дополнительными операциями, производимыми при Практическое осуществление получили сле более низких температурах, придают необходимое дующие способы обработки поверхности стальных строение и свойства поверхностному слою. изделий: б) Нитрирование стальных изделий р а з р а б о а) цементация, насыщение поверхностного тано лабораторией заводов Круппа в Германии. слоя С. углеродом; б) нитрирование, насыщение по Основою этого процесса является введение избы верхностного слоя С . азотом; в) алитироеание, на точного азота в поверхностный слой С , получение сыщение поверхностного слоя С- алюминием. определенного соединения азота с железом, ни Цементация стальных изделий требует для трида железа, и твердого раствора азота в железесвоего выполнения: известной среды, окружающей альфа. Результатом операции является чрезвы металл и способной отдавать свой углерод С . , чайное возрастание твердости обрабатываемого известных температурных условий, известной слоя. Преимущества перед цементацией—отсут продолжительности во времени. Наиболее подхо ствие необходимости производить после нитриро дящей для отдачи углерода металлу средой являет вания термическую обработку изделия, связанную с я смесь газов СО и С о ; освобождал щийся при с изменением размеров, короблением и растрески диссоциации СО, протекающей по известному ванием изделия. уравнению 2 СО — С О , + С, углерод поглощается в) Алитироеание, или насыщение поверхност железом, переходя в твердый раствор, концентра ного слоя стали алюмчнием—также процесс, р а з ция атомов углерода в котором, будет на поверх работанный лабооаторией заводов Круппа в Гер ности все время повышаться ао тех п о р , пока не мании. Основой процесса является образование на достигнет своей предельной величины, определяе поверхности твердого раствора железа в алюми мой температурой нагрева металла нии, обладающего весьма ценным практическим Обычно, для генерации газовой среды вокруг свойством—устойчивостью от окисления при на обрабатываемого изпечия применяется смесь х о греве до высоких температур. Обработанные алирошего древесного угля (березового) с углекислы тированием изделия оказываются во много раз ми солями какого-либо из металлов: калия, нат более стойкими даже при очень высоких нагревах при сравнении их с обычными стальными изде рия или бария. Температурные условия цементации устана лиями. вливаются на основании следующих соображений: б. Практинсское выполнение различных опера 1) С. должна быть нагрета до такого состояния, ций термической обработки. При выполнении иа которое вполне обеспечивало бы возможность практике различных операций термической обра растворения углерода в железе, другими словами, ботки необходимо знать: 1) химический состав и все железо в С. должно находиться в форме гам основные физико-химические свойства С ; 2) цель ма-железа; 2) принимав во внимание необходи термической обработки данного изделия; 3) вели мость осуществления явления диффузии атомов чину, размеры и вес изделия. углерода от поверхностного слоя вглубь металла, Главнейшими физико-химическими свойствами, пои выборе температуры следует руководствовать имеющими большое значение для термической об с я также зависимостью скорости диффузии угле работки, являются: а) температуры превращений, рода в железе от температуры. испытываемых С данного химического соста При рационально установленной температуре ва как при нагревании, так и при охлажпении; цементации, которая при обоаботке малоуглеро эти темпеоатуры обычно называют „критическими дистой С. приближается к 9 0 — 93С , должно уста точками" С., б) скорости отдельных процессов, из новиться известное закономерное соотношение которых слагается np-вращение, испытываемое С. между скоростями двух процессов, составляющих ] при нагревании, а, следовательно, и при охла сущность операции: процессом накопления атомов ждении. Критические точки чистого железа были ука углерода на поверхности металла, с одной сторо ны, и процессом диффузии атомов углерода вглубь заны выше; они обозначаются: при 769°—А, (маг от поверхности—с другой стороны. В случае нитное превращение), при 9С6Р—А, (превращение а слишком малой скорости диффузии (недостаточная гамма-железо и обратное), при 1400 —А, (превра температура,- недостаточная продолжительность щение в дельта-железо и обратное). Введение в С . а е в е