У сучасній металообробці широко застосовується загартування металу яка є практично необхідною для значного поліпшення експлуатаційних властивостей металевих виробів. І сьогодні ми розглядаємо основні різновиди загартування та їх специфічні особливості.
ЦЕМЕНТАЦІЯ
Цементація — традиційний метод цементації, що полягає в насиченні поверхневих шарів сталевої деталі вуглецем для поліпшення її механічні характеристики. Цю технологію застосовують для обробки сталі, а також деяких металів та сплавів. У процесі цементації метал нагрівається у присутності багатого вуглецем середовища, що дозволяє атомам вуглецю дифундувати в поверхню металу. В результаті виходить загартований зовнішній шар, тоді як серцевина залишається відносно м'якою та пластичною. Деякі ключові моменти цементації включають:
- Підвищена твердість поверхні та зносостійкість.
- Підвищена втомна міцність.
- Комплексне збільшення всіх загальних механічні властивості.
Навуглецювання зазвичай застосовується до компонентів із низьковуглецевої сталі, яким потрібна підвищена зносостійкість поверхні та втомна довговічність.
АЗОТРУВАННЯ
Азотування – ще один традиційний метод цементації, який полягає у збагаченні поверхневого шару металевої деталі азотом. Цей процес значно підвищує зносостійкість металу, втомну міцність і загальні механічні властивості. Процес азотування включає нагрівання металу в присутності багатого азотом газу або аміаку, що дозволяє атомам азоту дифундувати на поверхню металу. На відміну від цементації, азотування не вимагає гарту, що призводить до зменшення деформації та підвищення стабільності розмірів. Деякі ключові моменти азотування включають:
- Значна твердість поверхні.
- Покращена втомна міцність у поєднанні з корозійною стійкістю.
- Зменшена деформація в порівнянні з іншими методами загартування.
Азотування зазвичай використовується в автомобільній, аерокосмічній та інструментальній промисловості для покращення характеристик сталевих компонентів.
ЦІАНУВАННЯ
Ціанування – ще один традиційний процес цементації, який включає насичення поверхні сталі вуглецем та азотом. Цей метод аналогічний навуглерожуванню та азотуванню, але використовує ванну з ціанідною сіллю для введення вуглецю та азоту на поверхню металу. Після ціанування проводять загартування та низьку відпустку сталі для досягнення бажаних механічних властивостей. Деякі ключові моменти, що стосуються ціанування, включають:
- Підвищена твердість поверхні та зносостійкість.
- Підвищена втомна міцність і корозійна стійкість.
- Скорочення часу обробки в порівнянні з цементацією та азотуванням.
Ціанування в основному використовується при виробництві шестерень, кулачків та інших компонентів, що вимагають поєднання зносостійкості та втомної міцності.
ВІДПАЛ
Відпал — один із основних методів зміцнення металів термічною обробкою. Він включає нагрівання металу до певної температури, витримування його при цій температурі протягом певного періоду, а потім повільне охолодження. Цей процес змінює мікроструктуру металу, що призводить до підвищення пластичності та зниження твердості. Існує кілька підвидів відпалу, включаючи гомогенізуючий відпал, при якому хімічний склад металу розподіляється більш рівномірно, і релаксаційний відпал, що знімає внутрішні напруги всередині матеріалу. Іншим традиційним методом термічної обробки металів для зміцнення є нормалізація. Цей процес схожий на відпал, але передбачає швидше охолодження металу, зазвичай на нерухомому повітрі. Нормалізація в основному використовується для покращення зеренної структури металу та поліпшення його механічних властивостей, таких як міцність та ударна в'язкість. Основна відмінність між нормалізацією і відпалом полягає в швидкості охолодження, яка визначає кінцеву мікроструктуру і властивості матеріалу. . У цьому процесі метал нагрівається до певної температури, а потім швидко охолоджується шляхом занурення рідину, наприклад воду, масло або розчин полімеру. Процес швидкого охолодження призводить до отримання більш твердого та крихкого матеріалу. Для зниження крихкості та поліпшення інших механічних властивостей за загартуванням часто слід відпустка, яка включає повторне нагрівання металу до нижчої температури і подальше його повільне охолодження. Загартування можна проводити в різних середовищах, включаючи контрольовану та окислювальну атмосферу.
