Азотирование.

Азотирование – процесс насыщения поверхностного слоя азотом. .

Цель – получение высокой твердости и износостойкости поверхностного слоя, а также его сопротивления коррозии в воде, в атмосфере, в паре и так далее. Твердость азотированного слоя превышает твердость цементованного слоя и остается высокой вплоть до температур , в то время как у цементованного слоя до .

Технология процесса азотирования:

1. Предварительная термообработка (закалка + высокий отпуск). Цель – повышение прочности и вязкости сердцевины изделия.

После термообработки в сердцевине изделия образуется структура сорбит.

2. Механическая обработка детали (резанием), а также шлифование.

3. Защита участков, не подлежащих азотированию (нанесение жидкого стекла).

4. Азотирование.

5. Окончательное шлифование.

Существует газовое и жидкостное азотирование.

Газовое азотирование проводится в герметичных камерах (ретортах), куда с определенной скоростью поступает аммиак, диссоциирующий по следующей реакции:

атомарный азот, диффундирующий в кристаллическую решетку металла, образуя следующие фазы:

фаза (твердый раствор азота в железе) – азотистый феррит.

фаза (твердый раствор азота в железе) – азотистый аустенит. Образуется, если ( соответствует эвтектоидному превращению).

твердая фаза – азотистый мартенсит. Образуется при высокой скорости охлаждения, с .

твердый раствор на основе химического соединения .

фаза – на основе химического соединения .

Поверхностный слой:

Такая картина наблюдается при .

Азотированию подвергают только легированные стали, например . В этих сталях в поверхностном (диффузионном) слое будут образовываться нитриды: , , . Получаем очень высокую твердость и износостойкость.

Скорость роста диффузионного слоя будет очень медленная (азотированный слой растет в 10 раз медленнее, чем цементованный). Например, чтобы получить толщину азотированного слоя , нужно выдерживать сталь при в течение (очень длительный процесс).

Жидкостное азотирование проводится в жидких средах при в течение в расплавленных цианистых солях.

Толщина получаемого азотированного слоя: .

У жидкостного азотирования есть определенное достоинство: размеры детали изменяются незначительно. Недостаток: высокая токсичность.

Жидкостному азотированию подвергают коленчатые валы, шестерни, пресс-формы, штампы и т.д.