Азотирование стали

Азотирование стали — насыщение поверхности стальных деталей азотом для повышения твердости, износоустойчивости и коррозионной стойкости. Так же при качественном процессе ионно-плазменного азотирования шлифованные поверхности приобретают лучшие триботехнические свойства - т.е. уменьшается коэффициент трения.


Общие сведения[ | ]

При азотировании образуются ионы азота, который поглощается поверхностью стальных деталей с образованием твердого раствора азота в матрице металла, нитридов железа и нитридов легирующих элементов[источник не указан 1911 дней]

В качестве примеров сталей которые подвергаются азотированию имеются такие как 38Х2МЮА, 40ХНА, 50Х, 45ХМ, 30 ХГТ и другие.


Основные типы азотирования[ | ]

Газовое азотирование[ | ]

Исторически возникшая первой технология. Создана в России в начале XX века Н. П. Чижевским.

Деталь размещается в печи, объем которой наполнялся газообразным аммиаком. При нагреве до 800—900 °C аммиак разлагется с выделением атомарного азота, который при такой высокой температуре нагрева стали проникал в ее поверхностный слой и образовывал с атомами железа корку твердых нитридов.

Ионно-плазменное азотирование[ | ]

Исторически более поздняя технология. Внедрялась в промышленность с 1990-х годов.

Деталь размещается в камере, в которой создается технический вакуум, а затем в объем камеры вводятся нужные газы: азот, аргон, водород и другие. Далее в камере вакуумного реактора путем подачи высокого электрического онапряжения создается коронный тлеющий разряд. Катодом служит сама обрабатываемая деталь. Именно сила электрического разряда приводит к усиленной диффузии атомов азота в поверхность обрабатываемой детали. Процесс идет заметно быстрее, чем при газовом азотировании и при пониженных температурах: примерно 500—550 °C.

Сравнение технологий азотирования[ | ]

В последние два десятилетия количество установок ионно-плазменного азотирования заметно увеличивается. Это обусловлено тем, что в них не применяется аммиак и процесс азотирования идет при сниженных температурах. Понижение температуры процесса позволяет избежать появления в детали температурных напряжений с дальнейшим изменением геометрии деталей. Это дает возможность азотировать детали, которые механически уже обработаны в размер, без дальнейшей финишной обработки. Также отсутствие в установке ядовитого, дающего толчок к активной коррозии элементов самой установки и пожароопасного аммиака позволяет упростить и удешевить процесс азотирования деталей.

азотирование стали
Азотирование стальной детали -виден коронный разряд

Литература[ | ]

  • Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. Машиностроение, 1976 г.
  • Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов, 2001
  • Туманов А.Т. Конструкционные материалы Энциклопедия, 1965
  • Лахтин Ю.М. Материаловедение Учебник для высших технических учебных заведений, 1990
  • Иванова В.П., Аникина А.Д., Брюховец Д.Ф. Основные сведения об изготовлении машин, 1966
  • И.М. Пастух Теория и практика безводородного азотирования в тлеющем разряде, Харьков 2006
  • Пупкин Ю.М. Диффузионные основы процесса азотирования // МиТОМ. 1995. №7. С.14-17.
  • Беллер 3., Лерхс В., Шпис X., Зимдарс Н., Берг X. Регулируемый процесс азотирования // МиТОМ. 1987. №1. С. 38-41.
  • Б.В. Петров.В.Н. Измаилов "Прогрессивные технологические процессы и оборудование при термической обработке металлов" М. "Высшая школа" 1978 г.