Исследование процесса борирования для упрочнения сталей

??ЕДЕНИЕ .............................................................................................................6
1. Химико-термическая обработка ...……………………………………………8
1.1 Классификация методов и способов ХТО …..............................................8
1.2 Азотирование ...............................................................................................11
1.3 Цементация ..................................................................................................15
1.4 Нитроцементация (цианирование) ............................................................18
1.5 Борирование..................................................................................................22
1.6 Химико-темоциклическая обработка ........................................................27
2. Материалы, оборудование и методы исследования ..................................... 33
2.1 Стали используемые в работе ....................................................................33
2.1.1 Сталь 5ХНМ. Назначение, химический сосотав, механические свойства ..............................................................................................................33
2.1.2 Сталь У12. Назначение, химический состав, механические свойства.34
2.2 Металлографический анализ ......................................................................34
2.3 Приготовление металлографических шлифов .........................................41
2.4 Измерение микротвердости ........................................................................43
2.5 Растровая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ .......................................................................................................46
3. Результаты исследований структуры и механических свойств сталей ......48
3.1 Технология борирования сталей в обмазках и термоциклическое борирование .......................................................................................................48
3.2 Исследование структур ...............................................................................51
3.3Микротвердость борированных покрытий ................................................58
4 Безопасность жизнедеятельности ...................................................................60
4.1 Общие требования безопасности труда при проведении химико – термической обработки ....................................................................................62
4.2 Электробезопасность ........................................................................ 66
4.3 Метеорологические условия производственной среды ...........................68
4.4 Производственное освещение ....................................................................69
4.5 Вентиляция производственных помещений ....................................... 70
4.6 Пожарная безопасность ..............................................................................72
5 Экономическая эффективность ........................................................................79
5.1Экономическая выгода при применении ...................................................79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................81
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ...........................................82

Весь текст будет доступен после покупки

Химико-термическая обработка является одним из способов повышения физико-механических свойств на основе упрочнения поверхностного слоя деталей машин и инструмента [1].
Основные виды ХТО являются азотирование цементации, нитро цементация и диффузионная металлизация.
Непрерывное развитие промышленности в современных условиях приводит к ужесточению требований к ресурсу машин и механизмов, что, в свою очередь, требует применения все более дорогостоящих материалов и усложнения технологий упрочнения рабочих частей деталей. В настоящее время и в ближайшем будущем металлические материалы остаются наиболее распространенными среди конструкционных материалов. Поэтому проблема совершенствования технологических методов упрочнения конструкционных сталей и сплавов является актуальной задачей современного машиностроения.
В сегодняшнем машиностроении большое внимание уделяется развитию технологий упрочнения поверхности. Известно, что состояние поверхности во многом определяет уровень прочности и эксплуатационные свойства деталей машин. Именно поверхность изделия подвергается повышенному износу, контактные наиболее разрушаются из-за коррозии. Технологии поверхностного упрочнения основаны на модифицирующем воздействии на поверхность металла энергетическими или физико-химическими методами, что целенаправленно изменяет его структуру и свойства.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Химико-термическая обработка
1.1 Классификация методов и способов ХТО
Химико-термической обработкой называется процесс насыщения поверхности стали различными элементами, процесс изменения химического состава, микроструктуры и свойств поверхностного слоя детали.
Изменение химического состава поверхностных слоев достигается в результате их взаимодействия с окружающей средой (твердой, жидкой, газообразной, плазменной), в которой осуществляется нагрев.
В результате изменения химического состава поверхностного слоя изменяются его фазовый состав и микроструктура.
Основными параметрами химико-термической обработки являются температура нагрева и продолжительность выдержки. Химико-термическая обработка сталей и сплавов основана на процесс диффузии. Диффузия - это процесс перемещения атомов или молекул из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. Во время химико-термической обработки металла, такой как азотирование или цементация, происходит изменение структура и химический состав поверхностного слоя металла изменяются из-за диффузии атомов углерода, азота или других элементов в металлической матрице. Этот процесс позволяет улучшить механические и химические свойства обрабатываемого материала.
Металлы со временем подвергаются коррозии, что может нарушить их рабочие характеристики и структурную целостность. Химико-термическая обработка предлагает решение этих за счет повышения твердости поверхности, износостойкости и коррозионной стойкости металлов. Кроме того, химико-термическая обработка может улучшать свойства металлов, делая их пригодными для конкретных применений. Например, карбонизация может повысить твердость поверхности и износостойкость стали, что делает ее пригодной для изготовления зубчатых колес и подшипников. Азотирование может повысить усталостную прочность и износостойкость титановых сплавов, делая их идеальными для применения в аэрокосмической промышленности.
Химико-термическая обработка металлов широко применяется в различных отраслях промышленности. В машиностроении этот метод используется для улучшения механических свойств деталей, таких как твердость, устойчивость к износу и улучшение поверхностной отделки. В авиационной промышленности химико-термическая обработка играет ключевую роль в обеспечении прочности и долговечности компонентов, деталей самолетов и вертолетов. В электронной промышленности этот метод применяется для улучшения электропроводности и устойчивости к коррозии различных металлических компонентов и соединений. В автомобильной промышленности химико-термическая обработка используется для повышения прочности и стойкости к коррозии деталей двигателей, трансмиссий и других механизмов. Таким образом, этот метод находит применение в широком спектре отраслей, где требуется улучшение механических и химических свойств металлических изделий.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Арзамасов Б.Н., Сидорин И.И., Косолапов Г.Ф., и др.; Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. - 2-е изд., испр. и доп. М.: Машиностроение, 1986. – 384 с.
2. Ворошнин Л.Г., Теория и технология химико-термической обработки, 2010. 179 с.
3. Тихонов, А.С. Термоциклическая обработка сталей, сплавов и компо-зиционных материалов [Текст] / А.С. Тихонов, В.В. Белов, И.Г. Леушин, С. Ф. Забелин // - М.: Наука, 1984. - 187 с.
4. Федюки, В.К. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин / В.К. Федюкин, М.Е. Смагоринский. - Л.: Машиностроение, 1989. - 255 с.12.
5. Лыгденов, Б.Д. Термоциклирование. Структура и свойства [Текст) к Б.Д. Лыгденов, Ю.П. Хараев, А.Д. Грешилов, А.М. Гурьев. - Барнаул: Системы управления, 2014. - 252 с.109.
6. Сизов, И.Г. Влияние процесса бороалитирования в пастах на повышение стойкости деталей литейной оснастки [Текст] / И.Г. Сизов, У.Л. Миши-гдоржийн, А.Н. Телешев, Д.М. Махаров // Технология металлов. - 2011. - N? 8. – с.23-26.
7. Гурьев, А.М. Диффузионные покрытия сталей и сплавов [Текст] /
А.М. Гурьев, С.Г. Иванов, И.А. Гармаева. - Барнаул, 2013. - 221 с.
8. Смагоринский, М.Е. Справочник по термомеханической и термо-циклической обработке металлов (Текст] / М.Е. Смагоринский и др. - СПб.: По-литехника, 1992. - 416 с.
9. Рашков, Н. Исследование толщины цементованного слоя, полученно-го при циклическом нагреве и охлаждении [Текст] / Н. Рашков // Ежегодник Высщ. хим.-технол. ин-та (София). - 1972. - Т. 18. - N? 2. - C. 27-36.
10. Бахрачева, Ю.С. повышение эксплуатационных свойств стали хими-ко-термической обработкой в условиях периодического изменения состава атмосферы [Текст] / Ю.С. Бахрачева // Вестник Волгоградского государственного уни-верситета. - 2016. - N? 4. - С. 47-55.

Весь текст будет доступен после покупки