Почему производят «поверхностную закалку» брони (обработкой N2 или С), а не делают твердым весь металлический предмет целиком. (Решение → 1990)

Заказ №38813

220. Почему производят «поверхностную закалку» брони (обработкой N2 или С), а не делают твердым весь металлический предмет целиком.

Решение:

Поверхностная «закалка» или поверхностное насыщение стали углеродом и азотом или совместно этими элементами — наиболее широко используемые процессы химико-термической обработки. Углерод и азот растворяются в железе по способу внедрения и поэтому могут быстро диффундировать на значительную глубину. Активные среды, содержащие эти элементы, дешевы, а фазы, образующиеся с участием углерода и азота в процессе насыщения или при последующей термообработке, резко изменяют механические и физико-химические свойства стали. Цементация углеродная (науглероживание) Цементации подвергают изделия из сталей с низким содержанием углерода (обычно до 0,25%).При цементации в твердом карбюризаторе изделия укладывают в ящики, куда засыпают и утрамбовывают древесный уголь, смешанный с 20 — 26% ВаСO3. При нагревании углерод древесного угля, соединяясь с кислородом воздуха, находящегося в цементационном ящике между частицами карбюризатора, образует окись углерода: 2C(уголь)+O22CO В контакте с железом окись углерода дает атомарный углерод: 2COCO2+C(атомарный) Этот активный углерод (in statu nascendi) поглощается аустенитом и диффундирует в глубь изделия. Концентрация углерода в поверхностном слое изделия обычно составляет 0,8 — 1,0% и не достигает предела растворимости при температуре цементации. Следовательно, сетка FeC (карбомид железа) при температуре цементации не образуется, и поверхностный слой, как и сердцевина, находится в аустенитном состоянии. После медленного охлаждения цементованный слой с переменной концентрацией углерода состоит из феррита и цементита и характеризуется гаммой структур, типичных для заэвтектоидной, эвтектоидной и доэвтектоидной стали. Цементация является промежуточной операцией, цель которой — обогащение поверхностного слоя углеродом. Требуемое упрочнение поверхностного слоя изделия достигается закалкой после цементации. Закалка должна не только упрочнить поверхностный слой, но и исправить структуру перегрева, возникающую из-за многочасовой выдержки стали при температуре цементации.