Термическая обработка сталей

39 ции подвергают разнообразные детали машин: зубчатые колеса, палицы, валы, оси, червяки и т.п., работающие на истирание при больших давлени- ях и испытывающие динамические и циклические нагрузки. Требуемая толщина цементированного слоя определяется условиями работы деталей и в большинстве случаев составляет 0,5 - 1,5 мм. Цементация осуществляется при температурах 900 0 – 950 0 С и выше, т.е. нагрев стали проводится до аустенитного состояния (выше критической точки Ас 3 ), в связи с повышенной растворимостью углерода в γ - железе по сравнению с α – железом. С повышением температуры цементации и увеличением времени выдержки увеличивается глубина цементированного слоя. Однако при возрастании температуры сверх 950 0 С вместе с ускорени- ем процесса происходит и сильный рост зерна аустенита, что нежелатель- но. Высокотемпературную цементацию 980 – 1050 0 С рекомендуется при- менять для наследственно мелкозернистых сталей. Для получения после цементации и последующей термообработки высокой твердости поверхности и пластичной сердцевины цементуемые стали изготавливают из малоуглеродистой стали (с<0,3%). Углеродистые качественные стали марки 10, 15, 20, автоматные стали А12, А20 приме- няют для изготовления малонагруженных деталей. Легированные цемен- тируемые стали применяют для изготовления ответственных тяжелонагру- женных деталей. После закалки и низкого отпуска стали 15Х 15ХФ имеют σ в = 75 …90 кгс/мм 2 . Более высокими механическими свойствами (σ в = 100…130 кгс/ мм 2 ) обладают стали 18ХГТ, 12ХНЗА, 12Х2Н4А. Наибольшую прочность (σ в = 140…150 кгс/мм 2 ) имеют стали 20Х2Н4А. 25Х2ГНТА. Карбюризаторы Исходную среду цементации (науглерожи- вания) принято называть карбюризатором. В основном применяют два способа цемен- тации в твердом и газовом карбюризаторе, протекающие через газовую фазу. Наиболее распространенный твердый карбюризатор состоит в основном из древесного угля с до- бавкой 20 – 25% BaCO 3 для интенсификации процесса и 3 – 5% CaCO 3 для предотвращения спекания частиц карбюризатора. 1 2 3 4 5 6 Рис. 21 Схема закладки образцов на цементацию.