Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Процесс термической обработки, в ходе которого металл или сплав насыщается углеродом для повышения твердости.
Heat treatment process in which a metal or alloy is infused with carbon to increase hardness
Карбуризация – это процесс термической обработки, при котором железо или сталь поглощают углерод при нагревании в присутствии углеродсодержащего материала, такого как древесный уголь или монооксид углерода. Цель карбуризации – придать металлу большую твердость и износостойкость. В зависимости от времени и температуры содержание углерода в поверхностном слое может варьироваться. Более длительное время карбуризации и более высокие температуры обычно увеличивают глубину диффузии углерода. При быстром охлаждении железа или стали закалкой, повышенное содержание углерода на поверхности приводит к образованию твердого мартенсита из аустенита, в то время как сердцевина остается мягкой и вязкой, сохраняя ферритную и/или перлитную структуру. Этот технологический процесс характеризуется следующими ключевыми особенностями: он применяется к низкоуглеродистым заготовкам; заготовки контактируют с углеродсодержащим газом, жидкостью или твердым веществом; он обеспечивает высокую твердость поверхности заготовки; сердцевина заготовки сохраняет значительную прочность и пластичность; и позволяет достигать глубины цементации до… В некоторых случаях карбуризация используется для устранения нежелательной декарбуризации, возникшей на предыдущих этапах производства.
Carburizing, or carburising, is a heat treatment process in which iron or steel absorbs carbon while the metal is heated in the presence of a carbon bearing material, such as charcoal or carbon monoxide. The intent is to make the metal harder and more wear resistant. Depending on the amount of time and temperature, the affected area can vary in carbon content. Longer carburizing times and higher temperatures typically increase the depth of carbon diffusion. When the iron or steel is cooled rapidly by quenching, the higher carbon content on the outer surface becomes hard due to the transformation from austenite to martensite, while the core remains soft and tough as a ferritic and/or pearlite microstructure. This manufacturing process can be characterized by the following key points: It is applied to low carbon workpieces; workpieces are in contact with a high carbon gas, liquid or solid; it produces a hard workpiece surface; workpiece cores largely retain their toughness and ductility; and it produces case hardness depths of up to In some cases it serves as a remedy for undesired decarburization that happened earlier in a manufacturing process.
Материал заготовки
Как правило, подвергают цементации низкоуглеродистые и легированные стали с начальным содержанием углерода от 0,2 до 0,3%. Поверхность детали должна быть свободна от загрязнений, таких как масло, оксиды или щелочные растворы, которые препятствуют или затрудняют диффузию углерода в поверхность детали.
Typically the materials that are carbonized are low carbon and alloy steels with initial carbon content ranging from 0.2 to 0.3%. The workpiece surface must be free from contaminants, such as oil, oxides, or alkaline solutions, which prevent or impede the diffusion of carbon into the workpiece surface.
Сравнение различных методов
В целом, оборудование для пачковой карбуризации может обрабатывать более крупные детали, чем оборудование для жидкостной или газовой карбуризации, но жидкостная или газовая карбуризация происходит быстрее и лучше подходит для механизированной подачи материала. Кроме того, преимущества карбуризации перед карбонитрированием заключаются в большей глубине закаленного слоя (возможно достижение глубины более 0,3 дюйма), меньшей деформации и более высокой ударной вязкости. Это делает ее идеальной для применений, требующих высокой прочности и износостойкости (например, ножницы или мечи). К недостаткам относятся дополнительные затраты, более высокие рабочие температуры и увеличение продолжительности процесса.
In general, pack carburizing equipment can accommodate larger workpieces than liquid or gas carburizing equipment, but liquid or gas carburizing methods are faster and lend themselves to mechanized material handling. Also the advantages of carburizing over carbonitriding are greater case depth (case depths of greater than 0.3 inch are possible), less distortion, and better impact strength. This makes it perfect for high strength and wear applications (e. g. scissors or swords). The disadvantages include added expense, higher working temperatures, and increased time.
Выбор оборудования
В целом, газовое карбурирование применяется для крупных деталей. Жидкое карбурирование используется для мелких и средних деталей, а карбурирование в твердой среде может применяться для крупных деталей и для штучной обработки небольших деталей насыпью. Вакуумное карбурирование (карбурирование при низком давлении или LPC) может быть использовано для широкого спектра деталей в сочетании с закалкой в масле или закалкой газом высокого давления (HPGQ), в зависимости от состава легирующих элементов в исходном материале.
In general, gas carburizing is used for parts that are large. Liquid carburizing is used for small and medium parts and pack carburizing can be used for large parts and individual processing of small parts in bulk. Vacuum carburizing (low pressure carburizing or LPC) can be applied across a large spectrum of parts when used in conjunction with either oil or high pressure gas quenching (HPGQ), depending on the alloying elements within the base material.