Азотування
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Азотування

Азотування, насичення поверхні металевих деталей азотом з метою підвищення твердості, зносостійкості, межі втоми і корозійної стійкості. А. піддають сталь, титан, деякі сплави, найчастіше — леговані стали, особливо хромоалюмінієвиє, а також сталь, що містить ванадій і молібден.

  Азотування сталі відбувається при t 500—650 °С у середовищі аміаку. Вище 400 °С починається дисоціація аміаку по реакції Nh 3 ® 3h + N. Атомарний азот, що утворився, дифундує в метал, утворюючи азотисті фази. При температурі А. нижче 591 °С азотований шар складається з трьох фаз (мал.): e — нітриду Fe 2 N, g'' — нітриду Fe 4 N, а — азотистого фериту, що містить близько 0,01% азоту при кімнатній температурі. При температурі А. 600—650° З можливо освіта ще і g-фазі, яка в результаті повільного охолоджування розпадається при 591°c на евтектоїд а + g 1 . Твердість азотованого шару збільшується до HV = 1200 (відповідає 12 Гн/м 2 ) і зберігається при повторних нагрівах до 500—600°c, що забезпечує високу зносостійкість деталей при підвищених температурах. Азотовані сталі значно перевершують по зносостійкості цементовані і загартовані стали. А. — тривалий процес, для здобуття шаруючи товщиною 0,2—0,4 мм потрібний 20—50 ч. Підвищення температури прискорює процес, але знижує твердість шаруючи. Для захисту місць, що не підлягають А., застосовуються лудіння (для конструкційних сталей) і нікелювання (для неіржавіючих і жароміцних сталей). Для зменшення крихкості шаруючи А. жароміцних сталей інколи ведуть в суміші аміаку і азоту.

загрузка...

  Азотування титанових сплавів проводиться при 850—950 °С у азоті високої чистоти (А. у аміаку не застосовується із-за збільшення крихкості металу).

  При А. утворюється верхній тонкий нітрідний шар і твердий розчин азоту в а-титані. Глибина шаруючи за 30 ч —  0,08 мм з поверхневою твердістю HV = 800—850 (відповідає 8—8,5 Гн/м 2 ) . Введення в сплав деяких легуючих елементів (Al до 3%, Zr 3—5% і ін.) підвищує швидкість дифузії азоту, збільшуючи глибину азотованого шару, а хром зменшує швидкість дифузії. А. титанових сплавів в розрідженому азоті [100—10 н/м 2 (1—0,1 мм рт ст. )] дозволяє отримувати глибший шар без крихкої нітрідной зони.

  А. широко застосовують в промисловості, у тому числі для деталей, що працюють при t до 500—600 °С (гільз циліндрів, колінчастих валів, шестерень, золотникових пар, деталей паливної апаратури і ін.).

  Літ.: Мінкевіч А. Н., Химіко-термічна обробка металів і сплавів, 2 видавництва, М., 1965: Гуляєв А. П..Металознавство, 4 видавництва, М., 1966.

  Д. І. Браславський .

Макроструктура азотованого шару заліза при 650°c (збільшено в 500 разів).