Вопрос 30.1: Сущность процесса цианирования стали. Его виды.
Цианированием называется процесс одновременного насыщения стали углеродом и азотом с целью повышения твердости, износостойкости и коррозионной стойкости изделия.
Одновременное присутствие углерода и азота ускоряет их совместную диффузию в поверхностные слои металла. Цианированию подвергают углеродистые и легированные стали.
Различают два вида цианирования:
высокотемпературное, проводимое при температуре, лежащей выше Ас3,
низкотемпературное при температуре нижеAc1.
При высокотемпературном цианировании металл насыщается в большей степени углеродом, чем азотом, а при низкотемпературном цианировании — в большей степени азотом, чем углеродом.
Цианирование производится в жидкой или газовой среде.
При жидкостном цианировании используют расплавленные цианистые соли (25% NaCN, 60% NaCl и 15% Na2C03).
Цианистые соли натрия (NaCN) при химическом взаимодействии с поверенной солью (NaCl) и содой (Na2С03) разлагаются с выделением активных (атомарных) углерода и азота.
При газовом цианировании изделия нагревают в смеси газов, содержащих углерод и азот. Для этой цели используют смесь окиси углерода СО и аммиака NH3.
При химическом взаимодействии их образуются активный (атомарный) углерод и азот.
Высокотемпературное жидкостное цианирование производится при температурах 800—900° и дает при выдержке от 5 до 45 мин. глубину цианированного слоя до 0,075—0,10 мм.
Такое цианирование проводят в электрических печах-ваннах.
Следует при этом отметить, что применяемые расплавленные цианистые соли представляют собой сильный яд.
В связи с вредностью производства жидкостное цианирование заменяют газовым цианированием, которое может производиться в муфельных электрических печах.
Высокотемпературное газовое цианирование проводится при тех же температурах, но выдержка составляет 1—2 часа.
После последующей закалки и отпуска твердость цианированного изделия составляет HRC = 60—64. Применяется высокотемпературное цианирование для обработки шестерен и других деталей машин и станков.
Низкотемпературное цианирование применяется для быстрорежущих сталей с целью повышения износостойкости инструмента и проводится после полного цикла термической обработки инструмента при 500—600°, это обеспечивает получение весьма высокой твердости и износостойкости.
Вопрос 30.2: Сплавы на основе магния. Их маркировка и применение.
Магний имеет температуру плавления 650°. Удельный вес его 1,74 г/см³ — он самый легкий из всех применяемых в технике металлов.
Кристаллическая решетка магния гексагональная.
В литом состоянии предел прочности магния на разрыв составляет 10—13 кг/мм2 при относительном удлинении 3—6%.
Магний обладает большой активностью при взаимодействии с кислородом и в виде порошка и тонкой ленты сгорает на воздухе при ослепительно белом пламени.
В чистом виде магний применяют в пиротехнике, при фотографии — для осветительных эффектов; наиболее широкое применение он получил для изготовления сверхлегких сплавов (электрон).
Металлический магний получается главным образом путем электролиза при температуре 750—770° безводного хлористого магния (MgCl2). Одновременно с магнием при этом получается и газообразный хлор.
Магниевые сплавы
Магниевые сплавы характеризуются небольшим удельным весом (около 2,0 г/см3, т.е. они в 1½ раза легче алюминиевых сплавов).
Магниевые сплавы обладают отличной механической обрабатываемостью, допускающей высокие скорости резания, и сравнительно большой прочностью (δдо 27 кг/мм2).
Недостатки магниевых сплавов
Недостатками магниевых сплавов являются:
их легкая окисляемость и самовозгораемость при плавке, что вызывает необходимость плавки и разливки этих сплавов под слоем флюсов или в вакууме;
меньшая коррозионная стойкость и более низкие литейные свойства, чем у алюминиевых сплавов.
Эти недостатки устраняются добавкой в сплавы небольших количеств бериллия, нанесением защитных покрытий и улучшением технологии производства отливок.
Обозначение
Магниевые литейные сплавы согласно ГОСТ 2856—45 обозначаются марками МЛ1, МЛ3 и т.д. до МЛ6.
Марки, химический состав и примерное назначение некоторых литейных магниевых сплавов приведены в табл. 24.
Таблица 1
