Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

Дефекты азотирования и их предупреждение.

Деформация и изменение размеров. По температурному режиму азотирование подобно длительному высокому отпуску. Если предварительная термическая обработка до азотирования была проведена недостаточно тщательно, а именно, при отпуске вследствие малой выдержки или пониженной температуры не были устранены внутренние напряжения, то при азотировании происходит доотпуск. Внутренние напряжения при этом снимаются, и, как следствие, возникает коробление.

Наряду с этим большие внутренние напряжения присущи самой природе азотированного слоя. Насыщение стали азотом приводит к увеличению ее удельного объема, поэтому, как и при поверхностной закалке, в азотированном слое возникают большие внутренние сжимающие напряжения. Такие напряжения не всегда бывают уравновешенными, особенно в деталях несимметричной формы, и в результате опять-таки возникает коробление.

Прямым следствием возрастания удельного объема азотированного слоя является увеличение размеров. Чем больше глубина азотированного слоя, тем больше увеличение размеров. Например, при глубине слоя 0,5 мм размеры детали увеличиваются на 0,02—0,04 мм на сторону. Ориентировочно можно принять, что размер детали увеличивается в среднем на 4—6% от толщины азотированного слоя. Чтобы избежать брака по размерам, необходимо при предварительной механической обработке предусмотреть соответствующее занижение размеров.

Хрупкость и шелушение. Хрупкость азотированного слоя возникает при пересыщении его азотом. В результате на поверхности детали образуется тонкая корочка, состоящая из хрупких нитридов. Хрупкость такого рода чаще возникает при одноступенчатом цикле азотирования с большой длительностью процесса. Хрупкая корочка может быть удалена путем шлифовки. С этой целью достаточно сошлифовать слой толщиной 0,01 — 0,05 мм. Поверхностная твердость при этом не снижается.

Причиной хрупкости может послужить также крупнозернистость и обезуглероживание стали, вызванное перегревом или длительной выдержкой при предварительной термической обработке — закалке. Следует помнить, что сталь типа 38ХМЮА имеет повышенную склонность к обезуглероживанию. При азотировании стали с крупным зерном азот преимущественно проникает по границам зерен, где облегчена его диффузия. В результате этого по границам зерен образуется хрупкая нитридная сетка.

Дефект в виде шелушения азотированного слоя наблюдается преимущественно при азотировании высокохромистых сталей. Крупнозернистая структура способствует шелушению. Иногда дефект шелушения проявляется в виде полос вдоль направления прокатки, что связано с неоднородностью структуры перед азотированием.

Пониженная твердость слоя. Возможны три причины такого дефекта:

1) завышенная температура процесса, приводящая к укрупнению нитридов и, следовательно, снижению твердости;

2) крупнозернистая структура, обусловливающая пониженную твердость внутренней части зерен вследствие диффузии азота по границам зерен;

3) обезуглероживание, приводящее к образованию ферритной структуры, в которой нитриды всегда формируются в виде крупных частиц, не обеспечивающих высокую твердость.

Пятнистая твердость. Неоднородная по величине твердость в пределах одной детали вызывается двумя причинами: неравномерностью величины зерна в стали и попаданием на азотируемую поверхность олова или жидкого стекла.

Пониженная толщина слоя. Пониженная температура процесса и недостаточное время выдержки — вот основные причины такого дефекта.

При азотировании деталей из коррозионно-стойких и жаропрочных сталей важное значение имеет также подготовка поверхности. Тонкая окисная пленка, появляющаяся на поверхности таких сталей, тормозит азотирование. Если окисную пленку удаляют перед азотированием путем шлифовки или травления, то за период до начала азотирования вновь может образоваться такая пленка, и в результате толщина слоя будет пониженной.

Брак при азотировании по заниженной толщине слоя и твердости может возникнуть также при установке новых муфелей и корзин. В этом случае азот расходуется на азотирование металлических частей. Во избежание такого брака нужно первый процесс производить на холостом ходу, т. е. без загрузки деталей.