Tratament termic chimic al pieselor turnate din oțel

Tratamentul termic chimic al pieselor turnate din oțel se referă la punerea pieselor turnate într-un mediu activ la o anumită temperatură pentru conservarea căldurii, astfel încât unul sau mai multe elemente chimice să poată pătrunde pe suprafață. Tratamentul termic chimic poate modifica compoziția chimică, structura metalografică și proprietățile mecanice ale suprafeței turnării. Procesele de tratare termică chimică utilizate în mod obișnuit includ cementarea, nitrurarea, carbonitrurarea, borozarea și metalizarea. Atunci când se efectuează tratament termic chimic pe piese turnate, forma, dimensiunea, starea suprafeței și tratamentul termic de suprafață al piesei turnate trebuie luate în considerare cuprinzător.

 

1. Carburarea

Carburarea se referă la încălzirea și izolarea turnării într-un mediu de carburare și apoi infiltrarea atomilor de carbon în suprafață. Scopul principal al cementării este de a crește conținutul de carbon pe suprafața turnării, formând în același timp un anumit gradient de conținut de carbon în turnare. Conținutul de carbon al oțelului de cementare este, în general, de 0,1%-0,25% pentru a se asigura că miezul turnării are suficientă duritate și rezistență.

Duritatea suprafeței stratului carburat este în general 56HRC-63HRC. Structura metalografică a stratului carburat este martensită cu ac fin + o cantitate mică de austenită reținută și carburi granulare uniform distribuite. Carburele de rețea nu sunt permise, iar fracția de volum a austenitei reținute, în general, nu depășește 15%-20%.

Duritatea miezului turnării după cementare este în general 30HRC-45HRC. Structura metalografică a miezului trebuie să fie martensită cu conținut scăzut de carbon sau bainită inferioară. Nu este permis să existe ferită masivă sau precipitată de-a lungul limitei granulelor.

În producția actuală, există trei metode comune de cementare: cementare solidă, cementare lichidă și cementare cu gaz.

2. Nitrurare

Nitrurarea se referă la un proces de tratament termic care infiltrează atomi de azot în suprafața turnării. Nitrurarea se efectuează în general sub temperatura Ac1, iar scopul său principal este de a îmbunătăți duritatea, rezistența la uzură, rezistența la oboseală, rezistența la gripare și rezistența la coroziune atmosferică a suprafeței de turnare. Nitrurarea pieselor turnate de oțel se realizează în general la 480°C-580°C. Piesele turnate care conțin aluminiu, crom, titan, molibden și tungsten, cum ar fi oțelul slab aliat, oțelul inoxidabil și oțelul pentru scule de turnare la cald, sunt potrivite pentru nitrurare.

Pentru a se asigura că miezul turnării are proprietățile mecanice și structura metalografică necesare și pentru a reduce deformarea după nitrurare, este necesară o pretratare înainte de nitrurare. Pentru oțelul de structură, este necesar un tratament de călire și revenire înainte de nitrurare pentru a obține o structură uniformă și fină de sorbită călită; pentru piese turnate care sunt ușor deformate în timpul tratamentului de nitrurare, tratamentul de recoacere de reducere a tensiunii este, de asemenea, necesar după călire și revenire; pentru oțel inoxidabil și piese turnate din oțel rezistent la căldură pot fi, în general, călite și revenite pentru a îmbunătăți structura și rezistența; pentru oțel inoxidabil austenitic, se poate folosi tratamentul termic cu soluție.