Илья Мельников: Художественная обработка металла. Коррозия и термическая обработка

Цианированием называется химико-термическая обработка стальных изделий. Она заключается в одновременном поверхностном насыщении металла углеродом и азотом с целью повышения поверхностной твердости, износостойкости и усталостной прочности.

Процесс обработки может протекать в твердых, жидких и газовых средах.

В зависимости от условий нагрева цианирование подразделяется на высокотемпературное, среднетемпературное и низкотемпературное.

Высокотемпературное цианирование ведется при температуре 920 – 960°С, при этом поверхностный слой насыщается углеродом (до 0,8 – 1,1 процента) и азотом (0,2 – 0,3 процента). В качестве цианирующей среды при жидкостном цианировании применяют ванны с цианидом натрия или калия и с цианидом кальция.

При газовом цианировании применяют смесь, состоящую из 75 – 80 процентов науглероженного газа и 20 – 30 процентов аммиака.

Среднетемпературное цианирование осуществляется при температуре 780 – 850°С в жидких или газообразных средах. Низкотемпературное цианирование применяется для повышения режущих свойств инструментов, изготовленных из высоколегированных марок стали. Процесс протекает при температуре 550 – 560°С в жидких и газовых средах или твердых смесях, содержащих углерод и азот. Совместное действие углерода и азота при цианировании ускоряет процесс одновременного насыщенная стали углеродом и азотом по сравнению с цементацией.

Алитирование является процессом диффузного насыщения поверхности стальных и чугунных изделий алюминием на глубину 20 мкм–1.2 мм.

Алитирование производят в твердой, газовой и жидкой средах. Алитирование производят с целью улучшения жаростойкости стали. Наибольшее применение в промышленности нашли способы насыщения в порошкообразных смесях и ваннах с расплавленным алюминием. В расплавленном алюминии процесс протекает при температуре 600 – 750°С, глубина слоя – 0,08 – 0,25 мм, продолжительность процесса – 50 – 60 минут.

Основными видами термической обработки чугуна являются: низкотемпературный отжиг, низкотемпературный графитизирующий отжиг, высокотемпературный графитизирующий отжиг, номализация и отпуск.

Низкотемпературный отжиг заключается в медленном нагреве отливок до температуры 550 – 600°С с выдержкой 10 – 12 часов и последующим медленным охлаждением вместе с печью. Одной из целей низкотемпературного отжига чугуна является снятие внутренних напряжений в отливках.

Низкотемпературный графитизирующий отжиг протекает при температуре 680 – 750°С с выдержкой и замедленным охлаждением до 280°С. Этот вид отжига улучшает обрабатываемость отливок, снижает твердость металла.

Для получения ковкого чугуна применяется высокотемпературный отжиг.

Кроме этого высокотемпературный отжиг применяется для снятия отбела в отливках из серого и высокопрочного чугуна. Процесс протекает в две стадии.

В первой стадии белый или отбеленный чугун нагревают при температуре 1050°С, серый – в интервале 850 – 950°С.

Вторая стадия представляет собой медленное охлаждение до температуры ниже критической точки или длительная выдержка при этой же температуре.

Нормализацией называется термическая обработка чугуна, которая заключается в его нагреве до температуры 750 – 950°С, выдержке и последующем охлаждении на воздухе. Этот вид термической обработки повышает прочность серого чугуна.

Закалка предназначается для увеличения прочности, твердости и износостойкости. Температура закалки серого чугуна в масле 830 – 870°С, в воде – 800 – 820°С.

Отпуск – вид термической обработки чугуна, осуществляемый после закалки. Он представляет собой нагрев до температуры 400 – 600 градусов с последующим охлаждением в воде или на воздухе. Применяется отпуск для уменьшения твердости, снятия внутренних напряжений, увеличения прочности и пластичности.

Изделия из чугуна требующие большой коррозийной стойкости, подвергаются диффузному хромированию, азотированию, силицированию.