Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника
Посмотреть оригинал

СИЛИЦИРОВАНИЕ

Насыщение поверхности стали кремнием называют си- лицированием. Силицирование придает стали высокую коррозионную стойкость в морской воде, в азотной, серной и соляной кислотах и несколько увеличивает устойчивость против износа.

Силицированный слон (рис. 154, г) является твердым раствором кремния в а-железе. Под диффузионным слоем часто наблюдается слой перлита. Это объясняется оттеснением углерода из диффузнойного слоя вследствие пониженной растворимости его в кремнистом феррите.

Силицированный слой отличается повышенной пористостью, толщина его 300—1000 мкм. Несмотря на низкую твердость 200— 300 HV, силицированный слой обладает высокой износостойкостью после предварительной пропитки маслом при 170—200 °С.

Силицированию подвергают детали, используемые в оборудовании химической, бумажной и нефтяной промышленности (валики насосов, трубопроводы, арматура, гайки, болты и т. д.). Силицирование широко применяют для повышения сопротивления окислению при высоких температурах сплавов молибдена.

ДИФФУЗИОННОЕ НАСЫЩЕНИЕ МЕТАЛЛАМИ

Поверхностное насыщение стали алюминием, хромом, цинком и другими элементами называют диффузионным насыщением металлами. Изделие, поверхность которого обогащена этими элементами, приобретает ценные свойства, к числу которых относятся высокая жаростойкость, коррозионная стойкость, повышенная износостойкость и твердость.

В зависимости от метода переноса диффузионного элемента на насыщаемую поверхность различают следующие основные способы диффузионного насыщения металлами: 1) погружение в расплавленный металл, если диффундирующий элемент имеет низкую температуру плавления (например, алюминий, цинк); 2) насыщение из расплавленных солей, содержащих диффундирующий элемент (с электролизом и без электролиза); 3) насыщение из сублимированной фазы путем испарения диффундирующего элемента;

4) насыщение из газовой фазы (контактным и неконтактным методом), состоящей из галогенных соединений диффундирующего элемента.

Галогенные соединения диффундирующего элемента получают путем воздействия галоидного или галоидводородного газа на этот элемент или его ферросплав: М + п НГ ** MFn -f- (п/2) Н,. На границе раздела газовая фаза — обрабатываемая поверхность могут протекать следующие реакции:

  • 1) реакция обмена! МГ„ + Fe -? Frn -ф Mj
  • 2) реакция диссоциации! МГП =?* МГП|
  • 3) реакция диспропорционирования! МГа М МГт, где М — диффундирующий металл; Г — соответствующий галоид (Cl, F, Вг); п и т — стехиометрические коэффициенты (целые числа).

Металл М, образующийся в результате реакции, адсорбируется обрабатываемой поверхностью и диффундирует в глубь обрабатываемого изделия. Наиболее часто применяют контактный метод насыщения из газовой фазы. Для этого обрабатываемую деталь упаковывают в порошкообразную среду, состоящую из ферросплава диффундирующего элемента (50—75 %), А1аОв или шамота и 0,5—5,0 % NH4C1. При высокой температуре идет реакция диссоциации NH4C1 -? NHe + HG1, при этом НС1 взаимодействует о ферросплавом, образуя галоидные соединения диффундирующего элемента. Процесс ведут при температуре 950—1150 °С в течение 3—12 ч.

В последние годы насыщение металлами (например, хромом) проводят путем испарения диффундирующего элемента в вакууме. Насыщение поверхности стального изделия двумя и большим числом компонентов (А1 и Si, Сг и Si, В и А1 и др.) позволяет в большей мере изменить свойства их поверхности. Ниже дана характеристика наиболее часто применяемых процессов диффузионной металлизации.

Алитированиенасыщение поверхности стали алюминием. В результате алитирования сталь приобретает высокую ока- линостойкость (до 850—900 °С), так как в процессе нагрева на поверхности алитированных изделий образуется плотная пленка окиси алюминия А1а03, предохраняющая металл от окисления. Алитированный слой обладает также хорошим сопротивлением коррозии в атмосфере и морской воде.

Структура алитированного слоя представляет собой твердый раствор алюминия в а-железе (см. рис. 154, а). Концентрация алюминия в поверхностной части слоя составляет ~ 30 %. Толщина слоя 200—1000 мкм. Твердость алитированного слоя (на поверхности) до 500 HV, износостойкость низкая. Алитированию подвергают топливники газогенераторных машин, чехлы термопар, детали разливочных ковшей, клапаны и другие детали, работающие при высоких температурах.

Хромированиенасыщение поверхности стальных изделий хромом. Этот процесс обеспечивает повышенную устойчивость стали к газовой коррозии (окалиноетойкость) при температуре до 800 °С, высокую коррозионную стойкость в таких средах, как вода, морская вода и азотная кислота. Хромирование сталей, содержащих свыше 0,3—0,4 % С, повышает также твердость и износостойкость.

Диффузионный слой, получаемый при хромировании технического железа, состоит из твердого раствора хрома в а-железе

(ем. рие. 154, б). Слой, полученный при хромировании втали, содержащей 0,3 % и более углерода, еоетоит из карбидов хрома (Cr, Fe)7C8 или (Cf, Fe)28Ce. На рие. 154, в показана структура хромированного елоя, полученного на етали е 0,45 % С. Слой состоит из карбидов хрома (Сг, Fe^Cg. Под елоем карбидов находится переходный елой е высоким содержанием углерода (0,8 %). Такие слои образуются в результате диффузии углерода из внутренних слоев к поверхности навстречу хрому. Углерод обладает большей скоростью диффузии, чем хром, поэтому для образования карбидного слоя используется не весь углерод и под карбидным слоем находится переходный слой с высоким содержанием углерода. Карбидный слой обладает высокой твердостью. Твердость слоя, полученного хромированием железа, 250—300 HV, а хромированием стали — 1200—1300 HV.

Хромирование используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей, патрубков, а также деталей, работающих на износ в агрессивных средах.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы