Нітроцемента́ція або га́зове ціанува́нняНітроцементація // сталей — різновид хіміко-термічної обробки, який полягає в одночасному дифузійному насиченні поверхневих шарів сталі атомарним вуглецем та азотом в газовому середовищі при високих температурах, що підвищує твердість, стійкість проти спрацювання, витривалість і корозійну стійкість виробівДСТУ 2494-94 Метали. Оброблення зміцнювальне. Терміни та визначення.. Товщина дифузійного шару може становити 0,25–1,5 мм.
Технологічні параметри процесу Нітроцементацію проводять у суміші навуглецьовувального газу й аміаку при температурах 700–930 °C протягом від 2 до 15 год. Одночасне насичення сталі вуглецем та азотом дозволяє скоротити тривалість дифузійної обробки, порівняно з цементацією та азотуванням, внаслідок прискорення дифузії вуглецю. Розрізняють нітроцементацію низькотемпературну (при температурі 700–750 °C) і високотемпературну (840–930 °C).
Проводиться переважно в шахтних або муфельних печах, до ендотермічного (з поглинанням тепла) середовища яких додають природний газ (5–10 %) та аміак (3–10 %).
При низькотемпературній нітроцементації в інтервалі від 700–750 °C та високому азотному потенціалі атмосфери на поверхні виробу утворюється ε-фаза з формулою Fe2-3(N, С), під нею розташовується аустеніт, збагачений азотом, який при гартуванні частково перетворюється у мартенсит. Такий процес застосовують для отримання тонких зміцнених шарів товщиною від 0,1 до 0,15 мм при виготовленні виробів, схильних до жолоблення.
Найчастіше процес нітроцементації проводять в інтервалі температур від 840 до 860 °С. У цьому випадку шар нітридів відсутній.
Після нітроцементації деталі гартують в оливі та, для зменшення деформацій, піддають низькотемпературному відпуску в оливі, при 180–200 °C. В разі наявності великої кількості залишкового аустеніту деталі після гартування обробляють холодом.
+ Таблиця 1. Коефіцієнти дифузії C і N при нітроцементації (Б. Прженосил) Температура, °С Нітроцементація Цементація DN·10−11, м²/c DC·10−11, м²/c DC·10−11, м²/c DC нітроцементації/DC цементації 850 0,3 0,38 0,17 2,24 900 0,6 0,75 0,38 1,97 950 1,08 1,17 0,87 1,38
Переваги Порівняно з цементацією нітроцементація має такі переваги: низька температура процесу та скорочений на 50–60 % виробничий цикл; менші деформації і жолоблення виробів, а також зерна сталей; підвищені корозійна та зносостійкість деталей; відносно низька вартість та вища екологічна безпека.
Використання Нітроцементація підвищує твердість, стійкість проти зношування та витривалість матеріалів, а іноді і їхню корозійну стійкість, збільшуючи тим самим довговічність та надійність деталей машин. Нітроцементація знайшла широке застосування в автомобільній промисловості для поверхневого оброблення зубчастих коліс і валів.
Див. також Ціанування (сталеливарне виробництво) Азотування
Примітки
Джерела Афтанділянц Є. Г. Матеріалознавство: Підручник / Є. Г. Афтанділянц, О. В. Зазимко, К. Г. Лопатько. — К.: Вища освіта, 2012. — 548 с. — ISBN 978-966-2393-67-5. Хільчевський В. В. Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів: Навчальний посібник. — К.: Либідь, 2002. — 328 с. — ISBN 966-06-0247-2. Лахтин Ю. М. Основы металловедения. — М.: Металлургия, 1988. — 320 с.
Посилання