Razlika med gaziranim jeklom in dušikovim jeklom

V zadnjem članku smo predstavili " Kaj je karburizirano jeklo ", danes bomo tukaj nadaljevali pogovor o razliki med karburiziranim in nitriranim jeklom. Kot vemo, sta tako karburiziranje kot dušik površinska kemična obdelava jekla. Karburiranje je nizkoogljično jeklo ali nizkoogljično legirano jeklo, izdelano s trdnim, tekočim ali plinskim karburiranjem, plinsko karburiziranje pa se pogosto uporablja pri gaženju plina. Nizkoogljično jeklo segrejemo na visoko temperaturo (običajno 900-950 ℃) v mediju, bogatem z ogljikom, tako da atomi aktivnega ogljika prodrejo na površino jekla, da dobijo strukturo visoko-ogljikove cementne plasti. Po kaljenju in kaljenju pri nizki temperaturi ima površina visoko trdoto, odpornost proti obrabi in utrujenost, srce pa še vedno ohranja dovolj trdnosti in žilavosti. Globina karburiziranja je odvisna od časa zadrževanja, običajno 0,2-0,25 mm na uro lahko vsebnost ogljika v površini doseže 0,85% -1,05%. Po nagnjenju, po gašenju in kaljenju pri nizki temperaturi, odporni na obrabo in udarno odporne dele z dobimo visoko trdo jedro in visoko žilavost na površini.

 

Pri dušiku s plinom je temperatura ogrevanja 500-600 ℃. Atomi dušika na površini jekla aluminij, krom, tvorba molibdenovega nitrida, globina 0,1 0,6 mm, nitridni sloj ni potrebno gašenja, lahko dobite zelo visoko trdoto in ohranite do 600-650 ℃ majhna deformacija lahko prepreči korozijo vode, pare, alkalne raztopine, vendar obstajajo tudi nekatere pomanjkljivosti, kot so dolgo proizvodno obdobje, visoki stroški, nitrid tanki in krhki, ne bi smeli prenesti velikega bremena koncentrirane oz. v glavnem uporabljamo za pomembne in zapletene natančne obdelave delov.

 

V primerjavi s karburizacijskim jeklom ta postopek kemične toplotne obdelave omogoča, da dušikovi atomi prodrejo na površino jekla in tako tvorijo dušično bogato utrjevalno plast. Deli po dušikovi obdelavi imajo naslednje značilnosti: velika trdota in odpornost proti obrabi, visoka trdnost proti utripu, večja proti ugrizu, večja korozijska odpornost, postopek nitriranja pri spremembi temperature jeklene faze pod (450-600 ℃), majhna deformacija, malo razširitev obsega. Slabosti so dolgi cikel (čas dušenja plina do 100h), visoki stroški, tanka plast (na splošno približno 0,5 mm) in krhka, ne zdržijo prevelikega stika in obremenitve ob udarcih.

 

Teoretično je mogoče vse jeklene materiale obdelati z dušikom, vendar le tiste, ki so primerni za nitriranje in zadovoljive rezultate, lahko rečemo nitriranje jekla. Kjer so Cr, Mo, V, Ti, Al in drugi elementi strukturnega jekla z nizko in srednje ogljikovo zlitino, orodno jeklo, nerjavno jeklo (nitriranje nerjavečega jekla za odstranjevanje pasivnega filma na površini obdelovanca. Nerjaveče jeklo in toplotno odporno jeklo neposredno obdelamo z ionsko nitriranjem.

 

Čeprav imajo dušični deli visoko trdoto, visoko odpornost proti obrabi in visoko trdnost utrujenosti, so debeli le 0,3-0,65 mm (jeklo Cr-Mo-Al prehaja skozi nitrirajočo plast 35-65h pri 500-540 ℃). Potrebno je imeti močno in žilavo srčno tkivo kot osnovo za največji učinek nitriranja. Večina nitrirajočih jekel se uporablja pri trenju in kompleksnih dinamičnih obremenitvah, ki zahtevajo visoko površinsko in jedrno zmogljivost.

 

Če ogljikovo jeklo obdelamo z dušikom, tvori Fe4N in Fe2N, ki sta bolj nestabilna, enostavna za strjevanje in grobo pri višji temperaturi, površina pa ne more dobiti večje trdote in ne more imeti večje trdnosti in žilavosti v svojem jedru. Da bi dosegli visoko trdoto in odpornost proti obrabi na površini ter močno in trdo srčno tkivo, je treba jeklu dodati nekaj legirnih elementov, ki lahko tvorijo stabilne dušikove spojine z dušikom in krepijo srce. Kot so Al, Ti, V, W, Mo, Cr, med katerimi Cr, W, Mo, V lahko izboljšajo tudi strukturo jekla, izboljšajo trdnost in žilavost jekla.

 

Idealno jeklo, ki ga je mogoče uporabiti pri nitriranju, je GB 38 CrMoAlA (ISO, 41 CrAlMo74, Г О С Т 38 x2m A A (38 XM A A), JIS SACM645, 41 CrAlMo7, 34 CrAlMo5 DIN, BS 905 m39 905 m31, NF 40 cad 6. 12/30 cad 6. 12), vključno z aluminijem in dušikom tvorita nitridi, povečana trdnost nitrirajoče plasti glavnih zlitinskih elementov. AlN je stabilen in se ne raztopi v jeklu, tudi če je 1000 ℃. Površinska trdota jekla 38CrMoAlA po nitriranju je do 1100-1200hv (67-72hrc) zaradi dobrih lastnosti nitriranja zaradi aluminija.

 

Pri obdelovancih z visokimi zahtevami za trdoto in odpornost proti obrabi ne priporočamo ogljikovega jekla in nizko legiranega jekla za nitriranje, razen če se izboljša korozijska odpornost.38CrMoAlA jeklo ima resno težnjo po dekarbonizaciji in postopek nitriranja mora pustiti veliko dovoljenje za obdelavo. Opomba za nitriranje delov:

 

1. Pred obdelavo nitriranega obdelovalca je potrebno dušiti in kaljeno, da dobimo strukturo kaljenega sostenita. Temperatura kaljenja je na splošno višja od temperature dušika.

2. Odstranite notranje obremenitve, ki nastanejo v postopku obdelave pred nitriranjem, da se stabilizira velikost delov. Temperatura razbremenilnega stresa mora biti nižja od temperature kaljenja, čas zadrževanja je daljši od časa kaljenja, nato pa se počasi ohladi na sobno temperaturo. Normalizacija ni primerna za dele večje velikosti preseka. Jeklo mora biti ohlajeno in kaljeno, vendar ne žarjeno.

3. Neravnost površine nitrirajočih delov mora biti manjša od 1,6 mikrona, površina pa se ne sme poškodovati ali rjaveti. Deli, ki jih ni mogoče obdelati pravočasno, je treba naoljiti, da se prepreči rja. Dvignite v peč s čisto bencinsko krpo, da zagotovite čistočo.

4. Obdelovanec z ostrim kotom in ostrim robom ter obdelovanec, katerega površina ni bila obdelana z mletjem, nista primerna za obdelavo z dušikom.