Конспект лекций Часть 2 Омск 2006 (075. 8) Ббк 34. 202: 34. 206я73 Б95

Борирование – операция насыщения поверхностно­го слоя стали бором. Она обеспечивает высокую твердость, износостойкость и устойчивость против коррозии в различных средах. Этой операции подвергают любые стали, но углерод и легирующие элементы уменьшают глубину борированного слоя, которая обычно достигает 0,1 – 0,2 мм. В поверхностном слое образуется борид железа, а в подпо­верхностном – борид железа и альфа-твердый раствор. Твер­дость поверхности – HV1800 – 2000 (более HRC72).
Борированию подвергают поверхности штампов для горячей штамповки, детали оборудования нефтяной и химической промышленности, например, втулки грязевых нефтяных насосов для повышения их устойчивости против абразивного изнашивания.


3.3.2. Диффузионная металлизация

Насыщение поверхности стали элементами-металлами (алюминием, хромом и т. п.) называется диффузионной ме­таллизацией.

Алитирование – операция насыщения поверхности деталей алюминием для повышения их жаростойкости (окалиностойкости). При нагревании на поверхности детали образуется плотная пленка окиси алюминия, которая защи­щает основной металл от окисления. Жаростойкость алитированных деталей – до 850 – 900°С. Твердость поверхности после алитирования возрастает до НВ400 – 450, износостой­кость слоя низкая. Устранение хрупкости и выравнивание содержания алюминия в поверхностном и подповерхностном слоях достигаются диффузионным отжигом при температуре 950 – 1000°С в течение 3 – 5 ч.
Алитированию чаще подвергают детали из низкоуглеродистых, реже – среднеуглеродистых, легированных сталей и чугунов (клапаны, лопатки турбин, трубы коллекторов, чехлы термопар и т. п.). Увели­чение содержания углерода и легирующих элементов в стали понижает скорость диффузии алюминия, что увеличивает продолжительность процесса и снижает производительность. Эту операцию проводят в твердой, жидкой или газообразной среде. Глубина алитированного слоя – 0,15 – 0,45 мм.
Хромирование – операция насыщения поверхност­ного слоя стали хромом для повышения коррозионной стой­кости, жаростойкости, а у средне- и высокоуглеродистых сталей при этом значительно повышаются твердость и изно­состойкость. Жаростойкость хромированной стали – до 800°С. Глубина хромированного слоя – 0,05 – 0,20 мм.
Хромируют стали с различным содержанием углерода. С увеличением его содержания диффузия хрома замедляется. При одинаковых режимах (температуре и выдержке) макси­мальная глубина слоя будет у низкоуглеродистой стали.
Антикоррозионными свойствами во многих средах (мор­ской воде, сернистых и углекислых газах) обладают хромиро­ванные слои любых сталей, но более устойчивы они у средне- и высокоуглеродистых, которые хорошо сопротивляются действию 20 %-ной соляной и 30 – 50 %-ной азотной кислоты.
Хромированию подвергают детали паросилового обору­дования, пароводяной арматуры, a также детали, работаю­щие на износ в агрессивных средах (клапаны, вентили, втулки и т. п.).
Хромированный слой низкоуглеродистой стали – твердый раствор хрома в альфа-железе – обладает низкой твердо­стью (НВ180 – 200) и высокой пластичностью. Детали можно сгибать, осаживать, т. е. пластически деформировать.
У средне- и высокоуглеродистых сталей хромированный слой состоит преимущественно из карбидов хрома, поэтому его твердость высокая – до HRC72 (HV1200 – 1300) и превос­ходит твердость азотированной и цементованной закаленной стали. Слой обладает высокой износоустойчивостью, но и повышенной хрупкостью, что является его основным недо­статком.