Влияние состава сложнолегированных сталей и условий науглероживания на толщину диффузионного слоя

Вестник ДГТУ. Технические науки. №13, 2007 УДК 621.785. 5

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА СЛОЖНОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ И УСЛОВИЙ НАУГЛЕРОЖИВАНИЯ НА ТОЛЩИНУ ДИФФУЗИОННОГО СЛОЯ

М. У. Ахмедпашаев, А. У. Ахмедпашаев Дагестанский государственный технический университет, г. Махачкала Управление жилишно-коммунального хозяйства, г. Избербаш

Анализ литературных данных [1] показал, что при науглероживании высокохромистых сталей успешно применяют твердые карбюризаторы, состоявшие из древесного угля, сажи с различным активизирующим добавками (углекислый барий - ВаСО3, углекислый натрий -№2СО3, бикарбонат натрия - №НСО3, ацетат натрия - СН3СОО№, силикокальций, железный порошок и др.).

Для проведения намеченных исследований нами выбрана среда, состоящая из древесного угля (ДУ) с добавками бикарбоната натрия (NaHCO3), показавшая наибольшую насыщающую способность. Исследование науглероживания проводили на сталях 30Х7МТ, 25Х10МВФТ, 20Х12МВТ, 30Х14МФТ

На рисунке 1 показано изменение толщины слоя рассматриваемых сталей в зависимости от температуры и продолжительности карбидизации. С повышением температуры и времени насыщения, толщина диффузионного слоя увеличивается. Наиболее интенсивно возрастает толщина карбидизированного слоя у сталей с меньшим содержанием карбидообразующих элементов (30Х7М2Т, 25Х10МВФТ). Значительное уменьшение толщины диффузионного слоя наблюдается на стали 30Х14МФТ. Эта сталь феррито-мартенситного класса и поступающий углерод, в первую очередь, расходуется на образование и рост карбидов, которые замедляют его продвижению вглубь образца. На остальных сталях часть поступающего углерода растворяется в аустените, карбиды не успевают сильно укрупняться и толщина слоя растет интенсивно. На основании проведенных исследований был выбран оптимальный режим цементации (t=1000°Q т =6 ч).

Влияние легирующих элементов на толщину диффузионного слоя изучили с помощью метода математического планирования эксперимента.

Режим карбидизации для всех опытов матрицы, при определенном влиянии состава стали на свойства слоя и механические характеристики сталей, был постоянным (t=1000°C, Т =6 ч). Полученные экспериментальные данные по изменению толщины диффузионного слоя на опытных образцах приведены в таблице 1.

Анализ модели позволяет сделать вывод, что в изученных интервалах углерод, молибден, вольфрам, ванадий, не оказывает существенного влияния на толщину диффузионного слоя, которая наиболее значительно зависит от содержания хрома и титана, причем, с увеличением их количества толщина слоя уменьшается. Такое изменение связано преимущественно с замедлением диффузии углерода вследствие образования скоагулированных карбидов, которые служат стоками для углерода и тормозят его продвижение вглубь образца.

Таблица 1

Экспериментальные данные толщины диффузионных слоев

Характеристика Марка стали

30Х7М2Т 25Х10МВФТ 20Х12МВТ 30Х14МФТ

Толщина слоя, мкм 1650 1110 1060 770

Вестник ДГТУ. Технические науки. №13, 2007 -I-

ч о ч о

ей К

к

3

4 о н

ч о ч о

ей К

к

3

4 о н

1,6 1,4 1,2 1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

температура, С

время, ч

1-30Х7М2Т; 2-25Х10МВФТ; 3-20Х12МВТ; 4-30Х14МФТ Рисунок 1. Влияние температуры (а, т=6ч) и времени (б, 1=1000°С) науглероживания на толщину слоя сталей

Библиографический список:

1. Арзамасов Б. Н. Химико-термическая обработка металлов в активизированных газовых средах / Б. Н. Арзамасов.- М.: Металлургия, 1985. - 252 с

2

4

6

8