Машиностроение. Металлургия

Распределение легирующих элементов по глубине карбонитрированного слоя при сканировании указано на рисунке 3.

Повышенное содержание на поверхности кислорода свидетельствует о присутствии в наружной части карбонитрированного слоя оксидов железа (Fе₃О₄ – по данным рентгеноструктурного анализа), причем на чугуне марки СЧ25 оксиды распространяются на большую глубину по сравнению с чугуном марки ВЧ60.

Благоприятные условия для диффузии кислорода вдоль графитных пластин и по базисным плоскостям пластинчатого графита приводят к образованию на поверхности серого чугуна окисной пленки значительной глубины. Образовавшаяся окисная пленка со структурой шпинели (Fе₃О₄) препятствует дальнейшей диффузии насыщающих компонентов и приводит к образованию карбонитрированного слоя меньшей глубины по сравнению с высокопрочным чугуном, имеющим компактную форму графита, в меньшей степени способствующую окислению поверхности. По мере удаления от поверхности в глубь образца содержание кислорода уменьшается, а азота увеличивается при почти неизменном содержании углерода.

Образование на образцах исследованных марок чугуна сложных карбонитридов приводит к изменению свойств поверхности.

При увеличении температуры карбонитрации повышается микротвердость всех исследованных образцов, однако высокая микротвердость на поверхности может стать причиной скалывания упрочненного слоя в процессе эксплуатации изделий. Поэтому карбонитридный слой должен также иметь пластичность.

Высокая микротвердость в сочетании с хорошей пластичностью являются необходимым условием для обеспечения высокой износостойкости чугуна.

В работе проводили сравнительные испытания образцов на износостойкость после различных видов ХТО. Из большого числа применяющихся в настоящее время для изделий из чугуна способов ХТО были выбраны нитроцементация и «жидкостное азотирование» как наиболее близкие к предлагаемому методу карбонитрации.

Нитроцементацию осуществляли в газовой смеси аммика и экзогаза при температуре 590 °С в течение 6 час. Насыщения образцов при «жидкостном азотировании» проводили в соли при температуре 570 °С в течение 2 часов.

Более высокую износостойкость чугуна после карбонитрации по сравнению с нитроцементацией, особенно при больших нагрузках, можно объяснить большей пластичностью карбонитрированного слоя, а также хорошей перерабатываемостью трущихся поверхностей.

Партию поршневых колец автомобиля ЗАЗ-968 карбонитрировали в специально изготовленной оправке при температуре 560 °С в течение 3 часов.

Стендовые и дорожные испытания показали увеличение их износостойкости в 2,6 раза, по сравнению с неупрочненными.

Таким образом, технология карбонитрации является универсальной для любой отрасли промышленности. Она применима для упрочнений деталей из любых марок чугуна, работающих в условиях изнашивания.

Рисунок 3 – Распределение элементов в поверхностном слое после карбонитрации

жүктеу 4,4 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: