|
122 Что касается влияния температуры сульфоцианирования на толщину карбонитридной зоны сульфоцианированных диффузионных слоев, то оно имеет гораздо более сложный характер. В чистом железе с повышением температуры цианирования до 893...933 К толщина карбонитридной зоны увеличивается, причем интенсивность увеличения (крутизна кривой) падает с повышением температуры. Повышение температуры сульфоцианирования более 933 К приводит к интенсивному снижению толщины карбонитридной зоны, которая исчезает в структуре нитроцементованного слоя при температуре, приближающейся к 1073 К. Особенностью электролитического железа является то, что максимальное значение толщины карбонитридной зоны соответствует' одной и той же температуре (~ 933 К) независимо от длительности насыщения (рис. 4.18). Сплав Ре-В отличается от чистого железа (рис. 4.19) тем, что температура, при которой достигается максимальная глубина карбонитридной зоны, зависит от длительности сульфоцианирования. Так, при длительности процесса 1,5 часа (кривая 1 на рис. 4.20) максимум карбонитридов соответствует температуре ~ 873 К, а при длительности сульфоцианирования 6 часов (кривая 4 на рис. 4.20) этот максимум соответствует уже температурному интервалу 873...973 К. Объяснить это явление можно тем, что на результаты сульфоцианирования легированного покрытия одновременно оказывают влияние два процесса: изменение коэффициентов диффузии компонентов системы Ре В С N с изменением температуры и изменение состава карбонитридной зоны. |
железо-молибденовый сплав у™х =0,12+0,0 1*, +0,03*2 +0,03*, Х2 -0,03*,2 -0,01*2 2. (5.7) Анализируя уравнения регрессии, можно сделать вывод, что на толщину диффузионного слоя и на толщину карбонитридной зоны значительное влияние оказывают оба фактора, т.е. температура и длительность цианирования. Графическая интерпретация уравнений регрессии представлена на рисунках 5.16, 5.17,5.18. Как видно из рис. 5.16, температура цианирования на общую толщину диффузионного слоя действует прямопропорционально, причем, интенсивность роста толщины цианирования с повышением температуры на нелегированном железе заметно выше, чем на железо-молибденовом сплаве. Очевидно, молибден, входящий в состав последнего покрытия, снижает коэффициенты диффузии как углерода, так и азота в твердом у-растворе. Это наблюдение соответствует выводам других авторов [161, 194]. Что касается влияния температуры цианирования на толщину карбонитридной зоны цианированных диффузионных слоях, то оно имеет гораздо более сложный характер. В чистом железе с повышением температуры цианирования до 893...933 К толщина карбонитридной зоны увеличивается, причем интенсивность увеличения (крутизна кривой) падает с повышением температуры. Повышение температуры цианирования более 933 К приводит к интенсивному снижению толщины карбонитридной зоны, которая исчезает в структуре нитроцементованного слоя при температуре, приближающейся к 1073 К. Особенностью электролитического железа является то, что максимальное значение толщины карбонитридной зоны соответствует одной и той же температуре (~ 933 К) независимо от длительности насыщения (рис. 5.16). Сплав Ре-Мо отличается от чистого железа (рис. 5.17) тем, что температура, при которой достигается максимальная глубина карбонитридной зоны, зависит от длительности цианирования. Так при длительности процесса 1,5 часа (кривая 1 на рис. 5.18) максимум карбонитридов соответствует температуре 873 К, а при длительности цианирования 6 часов (кривая 4 на 243 Объяснить это явление можно тем, что на результаты цианирования легированного покрытия одновременно оказывают влияние два процесса: изменение коэффициентов диффузии компонентов системы Ре Мо С N с изменением температуры и изменение состава карбонитридной зоны. Особенностью диаграммы равновесия системы Ре-Н (рис. 5.9) является то, что с повышением температуры в интервале 723...953 К гомогенность ефазы значительно возрастает, причем е-фаза при температурах выше 953 К простирается в сторону более низких концентраций азота, чем /-фаза, которая при 953 К полностью растворяется в е-фазе. Таким образом, расширение области гомогенности карбонитрида б дает возможность получения при цианировании в интервале температур 873...973 К карбидного слоя большой толщины, который только и может резко повысить износостойкость цианированного слоя. Более подробно исследование фазового состава диффузионных слоев и их свойств будет представлено в следующем разделе. Кинетика насыщения электролитических покрытий углеродом и азотом представлена на рис. 5.19 и 5.20. Общая толщина цианированного слоя как чистого железа, так и сплава Ре-Мо в начале процесса насыщения растет весьма интенсивно, но по прошествии некоторого времени (около 5 ч) рост диффузионного слоя почти прекращается, причем на нелегированном железе толщина диффузионного слоя примерно в 1,5 раза больше, чем на железе с примесью молибдена. Рост карбонитридной корки на железе при постоянной температуре прямо пропорционально зависит от времени насыщения, а на железе с молибденом с увеличением времени цианирования происходит некоторое снижение интенсивности такого роста. С повышением температуры цианирования интенсивность роста карбонитридной пленки снижается, а при температуре выше 1023 К она вообще исчезает. 245 1 2 3 4 5 I,ч Рис. 5.20. Влияние длительности цианирования на толщину карбонитридной зоны в диффузионных слоях железа (кривая I) и железо-молибденового сплава (кривая 2). Температура цианирования в обоих случаях 893 К Проведенное исследование позволяет оптимизировать процесс насыщения электролитических покрытий углеродом и азотом по температуре и по времени. В качестве оптимальной температуры нитроцементации нелегированного железного покрытия целесообразно принять температурный интервал 913...933 К, так как при этом наблюдается максимальное значение толщины карбонитридной зоны, которая является наиболее твердой и износостойкой структурной составляющей цианированного слоя [184]. Этот же температурный интервал можно рекомендовать и для железо-молибденового сплава, так как при используемых на практике длительностях цианирования 3...5 ч он обеспечивает максимальный размер карбонитридной зоны. Длительность цианирования должна быть не более пяти часов, так как # большая выдержка в планирующей среде приводит к весьма незначительному приросту толщины диффузионного слоя и неэффективна. Таким образом, для исследованных электролитических покрытий опта |