Нитроцементация и цементация стали

К видам химико-термической обработки металлов относятся такие процессы, как цементация и нитроцементация стали. Это поверхностное насыщение стали соответствующим элементом путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды при высокой температуре. Толщина проникновения (диффузия) зависит от температуры и продолжительности насыщения.

Цементация стали

Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Различают три основных вида цементации:

  • твердыми углеродсодержащими смесями,
  • жидкими (карбюризаторами),
  • газовыми составами.

Целью цементации является получение твердой и износостойкой поверхности, что достигается обогащением поверхностного слоя углеродом и последующей закалкой с низким отпуском. Цементация и последующая термическая обработка одновременно повышают и предел выносливости.

Заключительной операцией термической обработки цементованных изделий во всех случаях является низкий отпуск при температуре 160-180 С, переводящий мартенсит закалки в поверхностном слое в отпущенный мартенсит, снимающий напряжения.

Bо многих случаях цементации подвергается только часть детали, тогда участки, не подлежащие упрочнению, защищают антицементационной пастой.

цементация стали

Нитроцементация стали

Нитроцементацией стали называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840-860 С в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Основное назначение нитроцементации — повышение твердости и износостойкости стальных изделий.

Нитроцементации обычно подвергают детали сложной конфигурации, склонные к короблению. Нитроцементация имеет следующие преимущества по сравнению с газовой цементацией:

  • более низкие температуры обработки,
  • минимальная глубина слоя,
  • меньшие деформации и коробление изделий,
  • повышенное сопротивление износу и коррозии.

Завершающей термической обработкой при нитроцементации является закалка с низким отпуском. Твердость изделий достигает 56-62 HRC.

Процесс нитроцементации получил широкое распространение в машиностроении. На ВАЗе 95 % деталей подвергается нитроцементации. Низкотемпературной нитроцементации подвергают инструмент из быстрорежущей стали после термической обработки (закалки и отпуска). Процесс проводят при температуре 530-570 С, в течение 1,5-3 часов. Образуется поверхностный слой толщиной 0,02-0,004 мм с твердостью 900-1200 HV. Нитроцементация характеризуется безопасностью в работе и низкой стоимостью.