Ниже приведены источники, использованные при составлении конспекта по теме «Азотирование»

Азотирование – химико-термическая обработка, при которой поверхностные слои насыщаются азотом.
При азотировании увеличиваются не только твердость и износостойкость, но также повышается коррозионная стойкость.
При азотировании изделия загружают в герметичные печи, куда поступает аммиак NH3 с определенной скоростью. При нагреве аммиак диссоциирует по реакции NH3>2N+3N2. Атомарный азот поглощается поверхностью и диффундирует вглубь изделия.

…

Для азотирования используют стали, содержащие алюминий, молибден, хром, титан. Нитриды этих элементов дисперсны и обладают высокой твердостью и термической устойчивостью.
Типовые азотируемые стали: 38ХМЮА, 35ХМЮА, 30ХТ2Н3Ю.

…

В зависимости от условий работы деталей различают азотирование:
- для повышения поверхностной твердости и износостойкости;
- для улучшения коррозионной стойкости (антикоррозионное азотирование).

В первом случае процесс проводят при температуре 500…560°С в течение 24…90 часов, так как скорость азотирования составляет 0,01 мм/ч. Содержание азота в поверхностном слое составляет 10 – 12%, толщина слоя (h) – 0,3 – 0,6 мм. На поверхности получают твердость около 1000 HV. Охлаждение проводят вместе с печью в потоке аммиака.

…

Антикоррозионное азотирование проводят и для легированных и для углеродистых сталей. Температура проведения азотирования – 650…700°С, продолжительность процесса – 10 часов.

…

Азотирование проводят на готовых изделиях, прошедших окончательную механическую и термическую обработку (закалка с высоким отпуском).

Температура азотирования 520-550ºС, т.е. она не высокая, так как растворимость азота в феррите вполне достаточная. Поэтому азотирование можно проводить после окончаний термообработки, например, после закалки и высокого отпуска.
Это позволяет подвергать азотированию уже готовые детали, прошедшие обработку резанием, шлифованием, т.е. не требуется оставлять припуски на окончательную обработку как при цементации. Низкая температура азотирования не позволяет получить глубокого насыщения поверхностей. Поэтому обычная толщина азотированного слоя 0,3 – 0,5 мм, а продолжительность процесса в 2 – 3 раза превышает продолжительность цементации.

…

По сравнению с цементацией азотирование имеет преимущество и недостатки.

Преимущества:
1. Проводится после окончательной термообработки, поэтому не требует дополнительных припусков.
2. Более высокая твердость и износостойкость.
3. Более высокая коррозионная стойкость.

…

Недостатки:
1. Более тонкий слой.
2. Более длительный процесс, требующий сложного оборудования, производительность меньше.

Азотированием называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали азотом при нагреве ее до 500 – 650°С в аммиаке.
Азотирование повышает твердость поверхностного слоя детали, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в атмосфере, воде, паре и т.д. Твердость азотированного слоя стали выше, чем цементованного и сохраняется при нагреве до высоких температур (450 – 550°С), тогда как твердость цементованного слоя, имеющего мартенситную структуру, сохраняется только до 200 – 225°С.

…

Легирующие элементы уменьшают толщину азотированного слоя, но резко повышают твердость на поверхности и по его сечению.

…

Поэтому азотированию подвергают легированные стали, содержащие Cr, V, Mo и др. элементы. Часто азотируют сталь38Х2МЮА (0,38% С, 1,5% Cr, 0,9% Al и 0,2% Mo), содержащую алюминий и обеспечивающую очень высокую твердость на поверхности – HV 1000 – HV 1200 (10 000 – 12 000 МПа).

…

Износостойкость азотированной стали выше, чем цементованной и закаленной. В азотированном слое возникают остаточные напряжения сжатия, величина которых на поверхности составляет 600 – 800 МПа. Это повышает предел выносливости и переносит очаг усталостного разрушения под азотированный слой. Предел выносливости гладких образцов возрастает на 30 – 40%, а при наличии концентраторов напряжений (острых надрезов) более чем на 100%. Контактная усталостная прочность у азотированной стали ниже, чем у цементованной. Азотирование повышает сопротивление стали кавитационной эрозии.

…

Технология процесса азотирования
1. Предварительная термическая обработка заготовки. Эта операция состоит из закалки и высокого отпуска стали для получения повышенной прочности и вязкости в сердцевине изделия. Отпуск проводят при высокой температуре 600 – 675°С, превышающей максимальную температуру последующего азотирования и обеспечивающей получение твердости, при которой сталь можно обрабатывать резанием. Структура стали после этого отпуска – сорбит.
2. Механическая обработка деталей, а также шлифование, которое придает окончательные размеры детали.
3. Защита участков, не подлежащих азотированию, нанесением тонкого слоя (10 – 15 мкм) олова электролитическим методом или жидкого стекла. Олово при температуре азотирования расплавляется на поверхности стали в виде тонкой не проницаемой для азота пленки.
4. Азотирование.
5. Окончательное шлифование или доводка изделия.