Прочность и вязкость стали в сердцевине

Для прочности и вязкости стали в сердцевине изделия перед азотированием подвергают термической обработке - закалке и последующему высокому отпуску, в результате чего получают структуру сорбита. Изделия, изготовленные из стали марки 38ХМЮА, закаливают при температурах 920 - 940° с охлаждением в масле. Отпуск проводится при температурах 630 - 650°. Температура отпуска ни в коем случае не должна быть ниже температуры азотирования, в противном случае при азотировании будет происходить дополнительное снятие закалочных напряжений, что может привести к искривлению изделия. В результате азотирования сталь немного увеличивает свой объем.

Размеры изделия при этом увеличиваются на 0,005 - 0,008 мм на сторону. Указанное изменение размеров должно быть учтено при изготовлении изделий. Результаты азотирования контролируются в основном путем измерения твердости поверхности. Определение твердости азотированного слоя производится на приборе Виккерса вдавливанием в изделие алмазной пирамиды под нагрузкой 3 - 5 кг или на приборе Роквелла алмазным конусом под нагрузкой 15 кг. При использовании больших нагрузок тонкий азотированный слой продавится, и результаты испытания будут неправильные.

В переводе на числа Бринелля твердость азотированного слоя составляет Н5 = 900 - 1000, что почти в 1,5 раза превышает твердость закаленного цементированного слоя. Такую высокую твердость азотированный слой сохраняет и при нагреве изделия до температур 500 - 550°. Следует, однако, отметить, что азотированный слой отличается значительной хрупкостью. К недостаткам азотирования относятся длительность процесса, а также возможность обработки в основном только легированных сталей.

Азотируют шейки валов, клапаны, шестерни, калибры, шаблоны и другие изделия, которые в процессе работы подвергаются сильному истиранию и испытывают в то же время толчки и удары. Иногда изделие подвергают азотированию только для того, чтобы получить поверхностный слой, устойчивый против коррозии, при этом не преследуется цель повышения твердости поверхности изделия. Такому азотированию могут подвергаться изделия и из обычной углеродистой стали.

Антикоррозийное азотирование осуществляется при температурах 600 - 700° в течение 30 - 60 мин. Толщина защитного слоя составляет 0,02 - 0,04 мм. Азотированные изделия обладают хорошей устойчивостью против коррозии в воде, во влажной атмосфере и в других слабодействующих средах. Так, например, азотированная углеродистая сталь (температура процесса 700°, продолжительность - 30 мин.) в погруженном в воду состоянии не подвергается коррозии в течение 720 час.