автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка теории структурообразования и формирования диффузионных слоев при нестанционарных процессах цементации и нитроцементации

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Для служебного пользовании экз./Л

На правах рукописи СЕМЁНОВА Лидия Михаиловна

РАЗРАБОТКА ТЕОРИИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ СЛОЕВ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССАХ ЦЕМЕНТАЦИИ И НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ

Специальность 05.16.01 "Металловедение и термическая обработка металлов"

Диссертация

на соискание ученой степени доктора технических наук

в форме научного доклада - • -----^

" *, \

......... : ж' V/ ■

Ленинград 1990

Работа выполнена в Волгоградском на учно-и с след ова тельск ом' институте технологии машиностроения

докгор технических наук, профессор Головин Г.Ф., докгор технических наук, профессор Белоцкий A.B., доктор технических наук, профессор Переверзев Б.М.

институт проблем надежности и долговечности машин

Защита ооотоагся _У// 1990 в часов

на заседании специализированного совета Д 063.38.08 Ленинградского государственного технического университета по адресу: I9525I, Ленинград, Политехническая ул.,29

Автореферат разослан " "__1990

Офивдалыше оппоненты:

Ведущая организация:

Ученый секретарь специализированного совета

к.т.н., доцент Сергеев Ю.Г.

I. ОЩШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность трмн. По данным промышленности ресурс многих ответственных дет? чей сельскохозяйственных: шшаи лимитируются контактной прочностью и износостойкостью. Технический у^ояень верхностно-упрочнеиных деталей во многих случаях отстает от потребностей научно-тэхничаоного прогресса. До сих пор но удается обеспечивать в условиях гасссвого производства требуемое качество деталей.

Для решения некоторых, из этих вопросов диссертант представляем к защите данный дс:.лад, в котором обо^ченн 105 работ автора, в том чнола 63 главных (см. нш).

Часть разделов данной работы, связанных о повыиэнием технического' уровня химико-термичсской обработки, вшолнена в соответствии о отраслевыми комплексными программами Министерства тракторного и сельскохозяйственного машиностроения»

Цель работы. Целью диссертационной работы является ^тематическое исследование и поиск общих закономерностей формирования структуры и свойств диффузных слоев сталей после цементации и натро-цементации в условиях дестабилизации равновесия между оталыо и газовой оредой к на этой основе создание промышленных технологий.

В данной работе на основе теоретически?- а экспериментальных доследований с формулированы и обоснованы положения, совокупность которых можно квалифицировать*как теоретическое обобщение и решение крупной научной проблема, имеющей важное народнохозяйственное значение и заключищейол в разработке теории отруктурообразования и формирования диффузионных слоев при нестационарных процессах цементацп а нитроцементации, а' также в создании научной основы дай получения качественно новых -шгимальных технических решений, обеспечивающих реализацию технологических процессов целенаправленного формирования и управления отр^ктурлЦ и <*чзшсо~ш>ханическимл свойствами деталей сельг-охозяйственных машин.

Научная новизна работ";

- дальнейшее совершенствование представлений о природе дефек-

ч

тов ввтродаменховшганк слоев, получаемых в широком диаиазояе ' телтератур от 600 до 930°С: оковдов, темно® составляющей, шелушения поверхности, скоююння тщшдов [1-5,20,35,39,42] ;

- развито теории формирования диффузионного слоя в гомогенных и гбТброгеннкг системах дри нарушения равновесия между фаза- ' ш, в установлении независящие параметров, ответственных за нйпраип&нирт оргааиоацш» структуры, позволяющих целенаправленно влиять на шхаяязм структурообразованик [2,8,12,18,19,21,22,30, 09,41,42] ;

- анализ влияния фазового' состава я строения диффузионных слоев на физико-механические свойства сталей [2,4,7,8,10,15,16, 22,23,25,32,33,34,36,38,39,44] ;

~ развитие модельных представлений о диффузии углерода при тепловых воздействяях на основе термодинамики необратимая процоо-оов в релакоационном приближении [41,43^ ;

- разработка комплексного подхода к выбору технологических схем диффузионного касмцэакя сгаш углеродом и азотом в аазасшюо-■гк от требований к огроеаив и толщине упрочненного слоя [37,39] ;

- усовзршзнствованшэ методы оденет качества хдакко-твршчоо-кой обработки ответотвенийх деталей оельокохозяйотвонкнх машин

6,9,11,14,26,27]. • '

научной базм для решения серьезной народнохозяйственной задош по созданию новых технологических процеосов ПО в цементуемых марок стали для массового и крупносерийного производства, обеспо-чиваяазк повышение моторесурса деталей сельскохозяйствэшшх шшш.

Реализация этой практической задачи обеспечена разработкой когяыакоа ковш: научно-техничеош: решений.

Ка основания таояаввта теоретических и акоперииштальннх ассладовсиий разработаны руководящей технический материал к ОСТ 23,4.138-80 "Сталь цэкеятоьшяая к нитроцеиэнтованнак для

порадей« пальцев. Метода контроля качества шхроотруптурн". 11>-вкиешшо требования к качеству иорашэвнх пальцев шедрепи на ва-водах отрасли с иконошчесшш э0юктом 009 тле,руб.

Большой ко?лпл9ко доследований, знполнетшй по изучений качества цементуемых аубчашк колэс, анализ влияния отроения ди#у-знонного слоя на прочностные характеристики позволили разработать ОСТ 23.4.52-73, переработанный а дополненный затем в ОСТ 23.4.52-«;» "Сталь цементованная и нитроцементоваиная для пестерей. Метода контроля микроструктура я толщина слоя". Разработаны отраслевые руководящие технические материала РИЛ 2Э.4.82~75 "Требования к качеству химико-термической обработки зубчатых: колоо" и "Мвтодака контроля толащин цементованного слоя шестерен по твердости". Внедрение на заводах отрасли ОСТов и РТМ дало экономически? еффвкг более 2 шш.руб.

Разработана серия технологий нитроцвиэнтацяй о изменяющимся азогннм потенциалом (а.о. 61845Г, 800236, 889739, 954503, 1057574, 1167903), прошедших широкое промышленное опробование и внедренных на заводах отрасли о экономическим эффектом более 1,6 млн.руб.

Создана технология термоцикличеокой нитроцвментациа и цементации, защищенная а.о. 899713, 954514, 1020466, 1053523, 1167509, 1312967, 1342929, 1400130, 1441790, Г512167.

Разработана технология цементации о заданным распределением углеродного потенциала по длине агрегата к автоматическим регулированием его по показаниям датчика кислородного потенциала (а.а. 1225866). Технология внедрена на МТЭ и ЧЗТТ о окономичеекзш вфрчк-

том 350 тно.руб. за счет повышения моторесурса зубчатых колес, *

увеличения скорости роста диффузионного ело л и удлинения срока олужбы жароупоров.

Разработаны ноша марки стали, характоризущяеея лучшим комплексом механических и технологических свойств по сравнения о приме-няешшн (а.о. 852958, 1196410).

б

Вклад автора в проведение иоследор''ния. Экспериментально установлена и теоретически обосновап роль кислорода в формировании десктоп ни'-оодемектацаи. Предложена теория формирования диффузношг-го слоя в гомогенных и гетерогенных системах при нарушении равновесия между фазами и изме*"эшш рартв чемосте азота и углерода в аустэ-ннто. Определена природа дефектов нитроцеыентации и установлен механизм их формирования. На основе результатов исследований по влиянию технологических параметров на структурообразование диффузионного слоя и концентрационннй профиль азота и углерод." разработана теория о положительном ллиянян азотного потенциал атмосферы на химнчь-сгий состав, структуру и механические сг-.йства нитроцементованных деталей. Теоретически обосновано получение двухфазной структуры (ауновдта я карбонатрядов) в поверхностных участках нитроцементованных: слоев у ш ткозерпистой структуры без продуктов промежуточного распада в переходном слое. Выполнено сравнительное исследование стпуктурообра-вования карбоЕитрядныг слоев при низкотемпературной нитроцементацаи, азотирования, цианировании и во время охлавдеиия стала от высоких температур (930 и 880°С) в углеродно-азотистой атмосфере. На основе анализа результатов комплексных (металлографических, рентгчнострук-турнкх и др.) исследований ст..лей после цементации и нитроцемента-ции предложены и теоретически обоснованы новые технологические щхще-сы: нитроцементация со ступенчатым увеличением азотного потенциала атмосферы, низкотемпературная нитроцечентацля со ступенчатым уменьшением расхода аммиаке, .шгроцементацая о повышенным азотннм потенциалом атмосферы, химико-термоциклическ щ нитроцэконта-ция с нагревом выше А^ л охлаждение;.! ниже А 3, вксокоимпе^итур-ная нитроцемен.аадя с перекристаллизацией перед нагревом под закалку в о^эде а^лиака.

Теоретически обосновано юлучение двухфазной структуры (аусте-игта г карбонитридов) в поверхностных участках нитроцементованных слоез и мелкозернистой структуры без щ щктов проте.куточного распада в.трвходаом слое, 6

Апрббадия райотц. Основные полижс :яя и результаты работы докладывались и обсуждались на всесоюзном научно-техническим сс вещании "Прогрессивные методы термической обработка! металлов" (г.Ростов-на-Дпну, 1Э71г.), на межреспубликанской научно-технической конференции (г.Рига, 1969г.), на всесокк-гой научно-технической конференции "Современные способы упрочнения деталей машин термической обработкой" (г.Ташкент, 1973г.), на научно-техническом се-И-ларэ "Процессы термическая обработки, средства контроля и новые материалы" (Волгоггзд, 1973г.), на всесоюзном научно-техническом совещании "Повышение качества зубчатых передач конструктивными и технологическими методами" (г.Баку, 1976г.), на отрг. .левом научно-технйческом семинаре "Прогпесскшг'е методы химико-термической обработка и контроля качестьд деталей сельхозмашин и инструмента" (гЛебоксары, 1979г.), на всрсоюзном яаучно-техшггесн >м совещании "Повышение надежности и ресурса передач в тракторном и с°тьско~ хозяйственном машиностроении" (г Ларьков, 1979г.), на всесоюзном научно-техническом семинаре "Термоцикличеекая обработка деталей машин" (г.Волгоград, 1981г.), на всесоюзном научно-техническом семинаре "Пс лишение качества металлопродукции и эффективности производства" (г.Челябинск, 1981г.), на республиканской лау^го-технической конференции "Повышение нелекности и снижение металлоемкости зубчатых передач и редукторов общего машиностроительного применения" (г.Севастопсль, 1983г.), на всесоюзной науш-о-техни-ческой конференции "Основные направления экономии и рационального использования металла в автограктороотроении (г.Чел"бияск, 1984г.), на всесоюзной научно-технической конференции "Несущая способность и качество зубчаты" передач п редукторов машин" (г.А.ла-Ата,1935г.), на всесоюзной нау^ю-техличеолой конференции "Новые материалы и технологии термической обработки металлов" (г.Киов, 19Ь5г.), на иездуародаой научло-техничеокой конференции "Несущая способность а оптютзация зубчатых переем" (г.Варна, 1985г.), на научно-техни-

чуоком семинара "Применение дисперсных сред в процессах термической и гимико-тармичеокой обработки материалов при Научном совете но проблема массо- и топлопереноса и технологических процессов Государственного Комитета СССР по науке и' технике" (г.Свердловск, 1906г.), на отраслевом совещании "Новые материалы я прогрессивные технологические процессы для упрочнения деталей тракторов п сельхозмашин" (г.Чебоксары, 1986г.), на всесоюзной семинаре "Состояние и перспективы упрочнения деталей тракторов и сельскохозяйственных мадшн" (г.Мооква, 1386г.) при ВДКХ СССР, на всесоюзном научно-техническом семинаре "Технология и оборудование для новгос прогрессивных методов химико-гериичзской обработки деталей тракторов и сельскохозяйственных мшин" (г.Волгоград, 1988г.). Научные результата технически апробировались в совместных научно-технических работах о заводами автотракторной отрасли и различными научно-нсследовательокшк и учебными институтами страны при разработке новых технологий НО изготовления деталей, в процеоое опытно-промышленного опробирования научно-технических решений и внедрения.их в крупносерийное и массовое производство.

Публикации по тема. Основное содержание диссертации отражено в 49 статьях в научно-технических журналах ж сборниках, издаваемых в СССР и за рубежом; в 4 зарегистрированных БНТиЦ отчетах, выполненных под научным руководством автора и при его непосредственном участии.

2. СОДЕШАНИЕ РАБОМ

2.1. Научно-техническая проблема и задачи исследования

Одним из основных видов упрочнения ответственных деталей в машиностроении является цементация и нитроцеыентация.

До 70% деталей обрабатываются в безмуфельных агрегатах в атмосферах на базе эндотермического газа с добавлением природного гая а или пропан-бутана, а также им/гаака при натроцемвптации. Про-

■ .... обводятся как о регулированием углеродного потенциала, ~ о постоянными контролируемыми расходами технологических

4&1. Л.

Дотаял, подвергаемые ХТО, должна иметь высокую поверхностную твердооть до требуемого расстояния от поверхности и прочную, более вязку» чем поверхность, сердцевину. Твердость поверхности должна бить 57...63, сердцешны КШЭ 28...45.

Обзор работ по анализу разрушения цементованных и нитроцемен-тованннх деталей в эксплуатации показал, что основными причинглш выхода деталей из строя после отработки моторесурса являются истирание, питтинг, сколи.

'Как показал обзор опубликованных работ, увеличить прочность цементованных деталей можно, если повысить в диффузионном слои содержание углерода или азота и обеспечить формирование двухфаэ-ной структуры, состоящей из твердого раствора и мелких твердых включений избыточной фазы. Согласно современным представлениям такую структуру можно обеспечить специальным легированием отага карбидообразуювдаи элементами: ванадием, молибденом, ниобием и др. Но такое легирование вносит свои сложности. Во-первых, ухудшается обрабатываемость стали. Во-вторых, разка возрастает во стоимость. В-третьих, насыщение стали углеродом в двухфазной области (за пределами растворимости углерода в аустените) не позволяет использовать современные процессы с автоматическим регулированием углеродного потенциала, т.е. технологический процесс становится неуправляемым.

Более перспективным следует признать процесо нитроцемантацки о регулируемым углеродным потенциалом и формирование второй фазы в вида карбонитридов легирующих элементов которые не склонны к коагуляции и позволяют повысить износостойкость стали. При етом углеродный потенциал атмосферы может подцеретватася в пределах,

не приводящих к сажеввдглснию в печкеатмосфере.

Состояние теории хпгяхко-т^ршческой обработки позволили поставив задачу получения заданной структуры л твердости по толщине диффузионного слоя за счет управления растворимостью углерода и азота в аустенитс и феррите тутем изменения температуры и состава газовой атмосферы.

2.2. Характеристика методического подхода

Особенностью методического построения работы явилось изучение широкого круга вопросов, связанных общим пода дои к анализу результатов, полученных в производственных условиях п*л хишко-тер-мической обработки большой номаш—атуры деталей тракторного и сельскохозяйственного иапшностроения.

Исследовались стали промышленной выплавки, широко применяемые д: г ответстьенных деталей сельскохозяйственных машг: 20Х, 25ХГТ, 20ХНГР, 20ХНЗА. Бышгавлшшсь онытьые плавки экспериментальных сталей для изучения -лияния легирующих элементов на механические и технологические свойства сталей.

В основу методического подхода положено изучение взаимодействия между газовой фазой и металлом и тех процессов сгруктурообра-зования и фазовых изменений, которые происходят в диффузионной слое в результате направленного воздействия газовой фазы.

В связи с тем, что основные закономерности взамодействия углерода и азота с желеьом, их участие в формировании структуры и фазового состава были установлены экспериментально, в работе использовался широкий круг современных методов исследований. Изменение структурно-фазового состояния оценивалось меташгагра&хческш методом, применялись рентгеноструктурный анализ, электронная иетал-гогрылжя, растровая электронная микроскопия и шкрорентгеносп^кт-ралышй анализ. Состав газетой фазы контролировался датчиком ..ясл' родного потенциала.

Для установления связи между яш. .ниями, происходящими в метал-

Ю

ло в результате взаимодействия с атшх ¿ерой, и распределением элементов внедрения по толщине диффузионного слоя проводилось математическое моделирование процесса переноса углерода. Работа выполнялась на лабораторном оборудовании НПи "БНШТМАШ" и печах промышленного типа отечественного и зарубежного производства.

Физико-механические свойства уцрочненных образцов определяли при статическом и динамическом натужении, устанавливали ь-лянке структура и фазового состава на износостойкость, усталостную прочность, кон-актную усталость. Ггюводили стендовые испытания зубчатых колес, поршневых пальцев, золотников парораспределителей.

2.3. Природа дефектог и особенности структурообразования при совместной диффузии углерода и азота

Совместная диффузия углерода и азота в малолегирэванную сталь обрабатываемую в промышленных технологических средах, сопровоадается формированием нитроцементованных слоев, структура которых определяете^ концентрационным профилем углерода, азота и других элементов, диффундирующих из технологической атмосферы.

В зависимости от температуры и состава газовой фазы в диффузионном слое происходит развитие дефектов структуры в виде оксидов, темной сост:злявдей л троостита [1-5,20,35].

Исследования фазового состава л структуры диффузионгэго слоя при низкотемпературной нитроцементацш с применением известных современных методов исгле^овашш и специально разработанного метода фазового металлографического анализа[ 13] пгказало, что тяд называемый "белый слой" состоит из нескольких зон, расположенных параллельна поверхности. Непосредственно на доверхности располагается пористый слой с пониженной твердостью, состоящий из - фазы зэрнчотоп строения и включений оксидов.

X числу наиболее опасных дефектов высокотемпературной нитро-пемэнтацип ста та, р«зко стп^щрх прочность иэделг'*, относится

темная составляющая, обнаруживаемая на потравленных шлифах в виде темной разорванной сетки.

Всестороннее исследование природы томной составляющей позволило установить, что ока представляет собой фазы сложного строения, имеющие оксидную природу, и являющиеся результатом избирательной оксидации.

В состав темной соотавлящей входят хром, марганец, железо, алюминий, титан, кислород и углерод. Причем титан и алюминий обнаруживаются на во воэх выделениях. Исследования зон, прилегающих к выделению показали, что в них содержится повышенное по сравнению с тверда раствором содержание хрома, марганца, кремния, же-лоза и кислорода.

Окайютенив вццалекЕй неустойчиво к механическим воздействиям и легко травится.

Изучение нитроцементованных слоев, твщгх дефект в виде шелушения, позволило установить, что шелушение является результат-том сложных процессов, имеющих место ва поверхности металла. Появлению втого дефекта способствуют увеличение окислительной способности нитроцвмонтувдвй атмосферы и присутствие в стали элементов, более электроотрицательных, чем железо.

Полученные в работе результаты позволяют предположить, что шелушение поверхности происходит, если на процессы внутренней оксидации накладываются процессы упорядочения твердого раствора, сопровождающиеся увеличенном объема [ 2 ].

Исследования показали, что образование троостита происходили по контуру- изделий на небольшую глубину, (до 0,08. мм) и во впадине иааду зубьями шестерен на глубину до 0,7 мм.

Появление троостита по контуру изделий обусловлено повышением критической скорости закалки в результате обеднения аустенита легируюзщми элемента'.« за счет цр ггекапая прерывистого распада с образованием оксидов по границей: зерен. 12

Причиной появления троостита во впадало наеду зубьями, помимо указанных выше причин, являотся местное снижение скорости охлаждения деталей.

' Уменьшить или полностью исключить появление троостита в нитроцементованноы сдое можно повышением содержания азота в стали, чтобы дополнительно легировать аустеикг азотом и повысить за счет этого устойчивость ауотенита.

Металлографическое иссдэдоз&чне сталей, легированных одним элементом, позволило установить влияние легирувдих элементов на образование темной составляющей и троостята,

. ' В сталях, легированных хромом, молибденом и алюминием, темной составляющей образуется немного. Количество ее но изменяется о изменением содержания легирующего элемента. Легирование николол и медью способствует образовании темной составляющей. Особенно сильно влияние меда. В сталях, содержащих медь, темная составляющая образуется в значительных количествах. Введение молибдена препятствует-образованию темной составляйте!*. Таким образом, моменты, имеющие большее сродство к кислороду, чем железо (хром, алюминий, молибден), а снижающие термодинамачеокуп активность кислорода в железе, уменьшают склонность стали к образованию темной составляющей. Элементы, имеющие меньшее сродство к кислороду, чем железо, и повышающие активность кислорода в железе (медь, никель), приводят к более сильному развитию этого дефекта.

3 сталях, легированных хромом и алзошнием, количество троостит-

них выделений увеличивается с ростом содержания этих элементов.

Такие элементы, как медь, марганец и никель в наследованных коли-0

чествах не влияют на количество трооотитных зыдоленяй в нитроце-ментозанком олое. Молибден препятствует образованию этого дефекта.

Как следует из полученных результатов, совместное насшцение стали углеродом и азотом вызывает при определенных условиях развитие в стати начелательшх дефектов микроструктуры.

Изучение природа дефектов показ по, что они формируются как результат перераспределения э~шентов, входящих в состат диффузионное слоя, макду образующимися фазами. Следовательно, направленное влияние на механизм и кинетику структурообразования диффузионных слоев должно предотврати ь развитие нежелательных процес-сог в упрочненных слоях.

2.4. Исследование влияния технологических параметров на формирование диффузионного слоя в условиях дестабилизации равновесия между газ:вой фазой и сгапью

Как известно, начало процесса, насыщения характеризуется большой ма^соотдачей углерода в металл и высокой скоростью ро^та диффузионного слоя. По мере накопления атомов внедрения а ренте т-к железа и приближения содержания даффувдирувдего элемента к пределу его растворимости в аустенитс нестационарный процэсс стабилизируется. Для сох! нения высокой скорости роста диффузионного слоя необходимо вывести систему из стабильного состояния. Достигалась дестабилизация процесса направленным изменением состава газовой фазы или температуры процесса. Нарушение равновесия между газовой фазой и стадию приводит к изменениям в диффузионном слое: происходят фазовые и структурные превращения, перераспределение элементов мавду фазами и по толщине слоя.

Изучение кинетики ь механизма формирования кароонитрвдного слоя при температурах 600-620°С показало, что периодическое снижение расходов аммиака во время выдержки при температуре 600°С обеспечивает формирование карбонитрвдного слоя, состоящего из

- фазы, цементита и ¿¡" - фазы, обладающего высокой твердостью •* изьососто.нсостью. Основной является «£ - фаза. Непосредствечно у поверхности эта фаза игле с „• зернистое строение, затем раополагает-,я з'.ча имеодая столбчатое строение. Зернистая зона ¿г - фазы пористая, имеет следа оксидов железа содержит прослойку цементи-14

та. Столбчатая зона £ - фазы состоят лз фрагментов, границу которых блокированы выделениями - фазы, что, по всей вероятности, является причиной высокой твердости этой зоны.

Повышение температуры от 600 до 620° ьриводит к уучупнешш размеров зерен ~ фазы.

Нитроцементация лр~ 580°С приводит к образованию карбо-пятрвдного слоя, состоящего иь зон - и {¡У' - фаз.

Влияет температура и га толщину зон. Повышение температуры сопровождается ростом толщины пористо* зоны, увеличение продолжительности выдержки приводит к росту подслоя.

Особенностью процессов формирования упрочненного слоя во время низкотемпературной тщгроце'*ентацпи при температурах, вша эвтектоидной (590°С), являемся перераспределение азота и углерода меаду растуищми фазам: - карбонитрида, / и ка^бонитрида на базе цементита, что создает шиш концентраций, характерные для перераспределения элементов в многофазных системах в случае многокомпанентной-диффузии и влияет на скорость роста £ - фазы •[21] .

Изучение кинетики и механизма формирования карбонитридного слоя при температурах 600-620° с изменяющимся соотношением тмина-ка и природного газа, подаваемых в ычь, показало, что наиболее благоприятные условия для роста карбонитридного слоя создаются при уменьшении расхода аммиака по мере образования - фазы на поверхности отали. Во вреут ьздермки при температуре нитроцомента-ции происходит преимущественный рост основного слот ¿2 - фазы. Толщина поверхностного пористого слоя и подслоя значительно меньше, чем при поете тшых расходах технологических гаэ^в. Периодическое снижение расходов аммиака во время выдержки при температуре 600°С обеспечивает форутрование карбонитридпого слоя, состоящего и ' £ - фазы, цементита н Л - фазы обладавшего высокой твердостью и гзносостойкоетьи.

Высокотемпературная нктроцэментация низколегированных сталей при текпорату! л 850—9Г^°с сопровождается изменением отрг ->пия диффузионного слоя.

Насыщение азотистого аусс: .нита углеродом приводит к сиаквкию растворимости е->ота в слое. Если азотный потенциал атмосферы остается постоянным, то возможно развитие деазотировашя. Повышение азотного потенциала атмосферы после до.гижения равновесия мечэду печной атмосферой и аустеннтом по углероду предотвращает развитие деазотирования и способствует внделе шю в структуре избыточных азотосодеря;адих фаз, например нитридов хрома. Общее удержание азота в слое повышается и, как показали исследования [ 32 J, сопровождается увеличением растворимости азота в аустеннге, чему способствует и уменьшение ко. дентрахг-и хрома в аустенпте из-е \ Еццеления нитридов.

Металлографическими исследованиями структуры установлено, что питроцементованные слои, содержание повышенное количество азота, существенно оттачаются по структуре от слоев, получаемых по серийной технологии и имеющих содержание азота не более 0,4.%. Первая повс рхностная зона не мартенситно-аустенитная, а аустенит-но-нитридвая (нитриды мелкие, изолированные, округлой форш и на-большое количество слабо травящегося мартенсита мелкоигольчатого строения), затем, в обоих случаях мартанстная зона. Исследования китроцеменгованных слоев показали, что при содержании 0,3-0,4/« азота разм«"? аустенптного зерна в стаял 25ХГГ в первых двух зонах слоя соответствует 4-12 баллам, при 0,5-0,7$ азота соответствует 6-12 баллам, а при 0,р-1,2% азота соответствует 10-12 байтам. Это свидетельствует о том, чт& азот способствует устранении разпо-зершстости аустенита. Отличительной особенностью мартенсита второй зоны является его различная травимость. Строение третьей золи отличается наиболее существенно. Если после серийного технологического процесса перэходпая зона щртенситно-трооститная, то

питроцембптовашше слои, с большим азотом в переходной зоне троостнта ко имеют. Структура згаш мартом ютая, мартенсит скрытоигольчатый п весьма мелнпигольчатий по ГОСТ 8233-56 (1-2 балла).

Различный размер аустецитшх зерен в порвой и вт ¿юй зоиик, а именно укрупнение их во второй зоне, закономерен н легко объясняется с общепринятых позиций, гак как наличие в структуре избыточной фазн одерживает-рост аустешшшх зер.н при длительной вндертае в процессе насыщения. Несколько необычно появление зоны мелкоигольчатого строения в переходной части слоя, тлеющей дозвтектовдпоа содержание углерода а небольшое содержание азота. По Данным химического анализа содержать азота в этой зоне составляет 0,1%, что на диаграмме зависимости твердости от содержания азота и углерода соответствует максимальному значению твердости. Отсутствие троостита в переходной зоне и скрнто-цгольчатое строение мартенсита свидетельствует о том, что аустенит указанного состава испытывает сильную фрагментацию при тьлперчтуре нитроцементации или при подстушвшши перед з чалкой и является более устойчивым чей углеродистый аустенит, получающийся фактичесхет при общепринятых режимах нитроцементации.

Особые свойства аустенита, содержащего повышенное количество азота, проявляются в его большей стабильности, выражающейся, например, в устойчивости цроткв отпуска. Tait, ъ образцах из стали 25ХГТ с содержанием азота 0,3-0,4$ и 56$ остаточного аустенита после отпуска 200°С в течете 2 ч остается 20% аустенита, а в образцах, содержащих 0,7-0,8$ азота, сохраняется практически веоь остаточный аустенит.

Исследованиями стали 20ХНЗА с различным содержанием азота при содержании утр ода 0,6-0,9$ установлено, что с увеличением содержания азота растет количество остаточного аустенита, увели-

чквается период его решетки, повышается тетрагональность мартенсита к его устойчивость протез отпуска.

Результаты проведенных исследований показали, что при по-вшешш содержания аз or а (при фиксированных значениях концентрации углерода) в нмтjоцаиентоваг-uz слоях параметр решеток остаточного аустенита и тетрагональность мартенсита увеличиваются.

Остаточный аустенит с повышенным содержанием азота отличается меньшим уровнем остаточных напряжений, о чем говорит сни-женле ширины линий (200)/ и (211)фаз.

Дестаби-лзация равновесия мезду ф?зами изменлзт и xapaxCTip влияния "ешератур аустенитизац—i на строение диффузионного слоя»

Серийная нитроцоментацкя обеспечивает практически одинаковую структуру в широком диапазоне температур от 850 до 390°С. ''аибольшое различие проявляется в величине аустенитного зерна. Наследственно крупнозершстые сттли типа I5X, 20Х обрабатываются при температуре 850°С, чтобы не допустить роста зерна. Для наследственно мелкозернистых сталей типа IdXTT допускают более высокие температуры, до 890°С. Стали хро-ю-никелевые ье рекомендуют для кнтроцаментации из-за опасности получения большого количества остаточного аустслита и снижения твердости деталей.

Повышение содержания азота до 0,7-1,0^ приводит к оущест-выному различию структур, получаемых при 890 и 850°0.

Нитроцементация i.yii 850 ''С обеспечивает гтолучеиие после закалки мартенсктно-аусгенитных структур с большим количеством мелких равномерно распределенных выделений избыточной фазы на öt-зе нитридов легирующих элементов, в основном.хрома и марганца.

Ochobiijü недостаток рассмотренных вышо процессов ХТ0 -огрублении структуры? растет зерио аустенита, перераспределяются логирущае элементы и пригласи мезду зерном и его гранищ-ж, и осл в Д!1<*фузнойном слое можно добиться получения мелкого зерна

за счет Легирования стали азозгоц и ггрс екания фазовых и структурных превращений» то в сердцевина деталей огрубление структуры нельзя предотвратить рассмотренными сяособата.

"Совмещение хишко-яермичэской обработка с термоцикгтровани-еи (ХГЦО) позволяет получить мелкое ауствнниое зерно по всому оеченго детали и увеличить массоотдачу углерода и азота из атмосферы в металл. Обработка стали в атмосфере.с активностью у. лерода а=1 дает возможно, л> сформировать структуру с избыточной карбидной или гярбонитридной фазой в виде мелких округлых включений, равномерно распределенных в аустенитной или ыартэнсит-цоЁ матрице. Кроме того, ХТЦО способствует снижению .¿оробления деталей.

Особенностью 2ТЦ0 являемся большое число внешних параметров, влияющих на кинетику я механизм структурообразования. Дополнительно к параметрам, характерпзунмиц общепринятую технологию (темпорйтура, время, газовая среда), необходимо учитывать интервал цшслироваяия, в^-змя выдержки при верхней и низшей температурной границе, количество циклов, скорости нагрева и охлаждения

матуу циклам.

Нитроцекентация с циклическим изменеьие" температуры в период насыщения от 870-880°С (вшо Aq3) до 750-760°С (низе Агз) способствует уменьшении величины зерна и за счет, видимо, увеличения граничной диффузт приводит к активизации оОъешоГ. диффузии азота и углерода. Выше Я2С°С в печь подают азотсодеряащий и углеродсодерзащий компоненты, 'а ншкь этой температуры подают только азотсодержащий газ. Содержание азота в слое достигает 2-3/5, углерода 0,8 0,9%. Процесс внедреп на предприятии п/я . Г-4Х84.

Исследования- показали, что тормоциклпровапие со скоростью натре-а и охлаждения 30-80°/шн и продолжительностью цикла

0,5-2,0 ч способствует гомогенизации аустенита, повышает устойчивость при охл' -дении и С1шжает температуру начала превращения

^ • Поэтому при цитировании в "чтервале от 870-880°С до 750-760"С при температуре шшпй границы цикла, равной 760°С, перекристаллизация не протешет, что приводит к росту зерна, увеличению разнозернистости. Для обеспечения протекания фазового превращения необходимо монотонно снижать температуру нижней.границы цикла £ 56 ,

Повышение скорости нагрева стали приводт"1 к сохранению неоднородности аустенита, уменьшению его устойчивости и повышена начала фазового превращения. Для обеспечения завершения перекристаллизации в этил случав необходимо повышать верхнюю границу циклированил от цикла к циклу £ 6°"] .

Нитроцементация при циклировании в интервале температур выше Ас1 на „Э-50°С и ниже -А^Г» т.е. вокруг перлитного превращения, позволяет получить диффузионные слои удовлетворительной толщины за то же время, что и при серийной нитроцеменгации, ло при более низких температурах. Б этом случав используется эффект увеличения оэффщиента диффузии за счет многократной перекристаллизации. Механизм влияния полиморфного превращения на увеличении коэффициента диффузии очень сложный. Имеет значение увеличение протяженности границ зерен, повышение концентрации вакансий, образование цементита, способствующего увеличению градиента концентрг -ций.

Этот процесс рекомендуется дагя деталей, требующих небольшую толщину упрочненного слоя - до 0,8 мм. Снижение температуры проведения процесса дает возможности получить в диффузионном слое повышенное содержание азота (до 1,2$) в результате умек^шения степени термической диссоциации аммиака в технологической атмосфере печи и повышения ее азотного потенциала £ 51 ^.

Нитроцементация со ступенчатым нагревом деталей в насыщающей среде позволила сократить время термообработки за счет увеличения скорости роста диффузигиого слоя и получить мелкозернистое строение слоя и сердцевин. В этой случае используется эффект максимальной скорости роста диффузионного слоя во врем прогрева стали за счет перепада температур по селению изделий. Разница температур межд„ поверхностью стали и сердцевиной на глубине 2 мм составляет при нагреве 50-80°, а при охлажу лпш до 150°С. В первом цикле детали нагревают до 750-760°С, после чего охлаждаются на 30~70°С, в каждо" последующем цикле температура нагрева повышаете на 50-150°. Повышение температуры в каждом г следующем цикле по сравнению с предыдущим усиливает эффект термо-циклировання за счет увеличения растворимости углерода и азота в аустените от цикла к циклу. Необходимый эффект достигается за 3-4 цикла £ 53]. Дальнейшее увеличение количества циклов приводит к накоплению углерода в диффузионном слое. Процесс рокомендуит-ся на слои толщиной 1,0-1,2 мм. Дня получения слс эв большей толщины (г*1 1,8 мм) необходимо чередование окоростей охлажден.л между циклами £ 63 J .

Цементация сталей в интервале температур вше Асд и ниже i.^j- обеспечивает формирование структуры диффузионного слоя с дисперсными карбидами округлой формы за счет накопления углерода от цикла к циклу при значениях утлеродного поте .щи ала aQ< I. При нагреве стали до температуры верхней границы цикла концентрация углерода в аустените достигав* значений, близких к углеродному потенциалу атмосферы. Следующее за этим понижение температуры до нижней границы цикла сопровождается выделением избыточной углеродной фазы, что восстанавливает способность твердого раствора к насыщению углеродом гри повторении цикла нагрев-охлаждение. Как правило, выделение карбидов происходит в виде сетки или пластины переменной толщгчы. Нагрев в следующе; цикле приводит

к растворе.иго карбидов в тонких учптках, остаются отдельные > утолщенные включения, не ус "-шли о раствориться. При последующем охлат-енЕИ карбиды выделяются на подложке этой фазы, приобрзг л округлую форму. Количество циклов регламентируется требуемой толщиной слоя, а та-?.е формой - величиной образующихся избыточ-¡"тх карбидов ^59, 61^ .

Эффект накопления углерода достигается при определенных значениях времени выдержки при верхней границе цикла. Недостаточная выдеркка приводит к получению карбидов з виде сетки. Увеличение времена ..кжет способствовать полнс-у растворе,шго карбидов. Устойчивость карбидов зависит сстроения как самих карбидов, так и от окружающей их матрицы. Повышение скорости охллзденгя между цикла:,ш приводит к уменьшению устойчивости цементита и частворен:, о его достигается за меньшее время.

Для получения диффузионных слоев большой толщшщ, свыше 2,0 мм, рекомендуемся ХГДО с нагревом выше Ас3 (ниже Аст со второго цикла) и охлаждением ниже А^ 1 с выдержкой при верхней температурной границе в течение 4-6 ч. Ьа время выдержки происходит растворение карбидов, образовавшихся при охлавдеш: I в предыдущем цикле.

Ускорение диффузии достигается за счет повышенной концентрацией углерода после нагрева в каждом цикле. Накопления углерода в поверхностном слое практически не происходит.

Наибольший эффект измельче^ля зерна (феррита и перлита) достигнут лримешгаем двухстадайного охлаадения ь ка-адом цикле. 1и первой стадии до температуры перлитного превращения охлавде-1ше в каждое цикле ведут медленно, со скоростью 3-5°/кин, чем достигается наиболее полное выделение структурно-свободного феррита ил аустенита, а затем на второй стадии скорость охяавде-нкг увеличивают до 100-150%шн. Это не позволяет вырасти зернам

феррита й в то же время способствует (¡армированию тонкодисперсного перлита в ферритной матрице [ 60 ^ .

Существенным *актором получения мелкого действительного зерна в аустен-те является время выдеркки в последнем цгкло перед закалкой. Оно должно быть достаточным для устранения фазового наклепа £ 59Д .

Дилатометрические исследования показали, что азот снижает критические точки стали ка при нагреве, так и при охлаждении.

Влияние термо:тклирования более сложно и определяется темпе-ратурно-временными параметрами обработки. Так, для стали 20ХНЗА с ростом числа циклов изменяется положение Критичеох^лх точек А^ £ и А £3; При скорости чагреве 10°/мин и охлаждении 30°/мин сникаетоя А ^ в функции числа циклов. При этом металлографическое исследование показывает значительное измельчение ауоинитного зерна. С увеличением скорости охлаждения до 180°/мия происходит рост критических точек А ^ ^ и 3 при одновременном укрупнении аустенитного зерна. Зависят критические точки и от скорости нагрева. Можно предположить, что решающую роль в изменении крити-чесгих точек играет состояние аустенита, его гомогенизация.

Проведено сравнительное исследование тской структуры диффузионного слоя стсли 25ХГТ, полученною различными способами: серийная нитроцементацня, нитроцементация с повышенным содержание« азота и Х1Ц0. Концентрамя углерода в первом и втором случаях была одинакова, а в первом ч третьей процессах наблюдалось одинаковое содержание азота. 1о всех трех случаях содерттнио остаточного аустенита монотонно убывает от поверхности к сердцевине. Больше всего его с'наружено в слое с повышенным содержанием азота, меньше всего - в оеркйьом процессе. Результаты определения ширины линии аустенита '200) и мартенсита (2ГГ), ответственные за внут-реннг'-! остаточные напряжения 2-го рода, свидетельствуют о том, что самый высокий уровень остаточных напряжений в ,-нффузионном

слое, полученном по 'серийной технологии. Наименьшая ширина линии (200) аустек -а наблюдается после нитроцементации с поваленным содержанием азота. Наименьшая ширина лнш (211) мартенсита отмечается после ГИО.

На основании анализа результатов выполненных исследований зависимости строения дздфузионных слоев и механизма его формирования от технологических параметров можнс предположить, что дестабилизация равновесия мавду газовой атмосферой ж сталью путем использования переменных параметров приводи? не только к определенным фазовым превращениям, но и изменяет строение аустенита, вызывая его фрагментацию, способствуя протеканию процессов гомогенизации аж расслоения в зависимости от внешних условий.

2.5. Разработка новых науч^ -технич* ских решений и их реализация в промышленности

Для решения проблемы повышения моторесурса тракторов и сельскохозяйственных машин при снижении тошшвно-экономических ресурсов и уровня загрязненности окру&ащой сряды, путем значительного повышения износостойкости, сопротивления изгибной и контактнок усталости тяжелонагруг.еннчх деталей необходимы новые технологические процессы.

Новый научный подход к объяснению явлений, протекающих при формировании слоев в условиях дестабилизации равновесия мезду газовой фазой и поверхностью стали позволили разработать научно-техническг решения по обеспечению заданных прочностных к технологических свойств пр-"меняемых сталей и разработать ноша марки стали.

Низкотемпературная нитроцементация в углеродо-азотистой среде с регулируемой подачей компонентов, а именно с периодически уменьшающейся подачей азотсодержащего газа и увеличивающимися расходами углеродсодеркащего газа позволило устранить причину

замораживания роста - фазы из-за уменьшения содержания азота на границе между пористой зоной и основной ZL - фазой. Процесс ведут в 3 стадии равной длительности. На первой стадии соотношение аммиака и природного газа составляет 70/30, на второй стадии 50/50 и на. третьей - 30/70 ^46J . Карбонитридный слой на сталях 40Х, 40ХН и т.д. состоит из - фазы с отдельными игольчатыми выделениями ^'^озы. Непосредственно у поверхности £ - фаза зернистого строения, затем расположена прослойке, цементита, под которой расположена зона <£ - фазы со столбчатой формой зерен. На основе изучения кинеттг взаимодействия газовой фазы с пове-ох-аостыэ стали и механизма структурообразовааия карбонитриде. го слоя, разработан и внедрен новый технологический процесс низкотемпературной нитроцеыентации, обеспечивающей получение слоев большой толщины, что .позволило повысить износостойкость, усталостную црочнооть и долговечность деталей.

Для решения вопроса дестабилизации равновесия между атмосферой и сталью при высокотемпературной нитроцемана оции были изучены особенности механизма структурообразования при совмэс'гнои насыщенна аустешта азотом а утл: ^одом.

Для выгтления совместного влияния азота и углерода на твердость нигооцементованных слоев было исследовано большое количество образцов различных сталей, содержащих 0,6-0,9/5 углерода и 0,1-0,8$ азота. Экспериментальные данные обработаны о применением регрессионного анализа на вычислительной машине ЕС-ЮЗЗ. Подучено параболическое уравнение

Н - a+BXj+cx2- xj-exj-xg+nxl >

где ХрХ2 - содержание в слое углерода и азота соответственно, %•, а ... д - коэффициенты, зависящие от марки стали.

Построены номограмма твердости нитроцементованных слоев даш сталей 25ХГТ, 20ХНЗА, 20ХНГ л 25ГОШТР4. Из номограммы сле-

дует, что зависимость твердости от химического состава слоя не монотонная и является на то^ко функцией суммарного о дерзания углерода и азота в слое, но и зависит от соотношения кодичеса ¡8. углерода и азота в слое. Для сталей типа 25ХГТ высокая твердость нитроцементованных члоев может быть достигнута в двух случаях:

- при концентрации 0,8-0,9? углерода и 0,1-0,2? азота с содержанием в структуре диффузионном слое не более 30? остаточного ауотенита;

- при концентрации 0,6? углерода и болЬе 0,4? азота. Содержание остаточного аустенита при высок?", значениях твердости может достигать более 90$.

В отличие от рассмотренных выше сталей хромо-никелевая ■ сталь 20ХНЗА имеет несколько другую закономерность: наиболее высокая твердость после непосредственной закалки от температуры нитроцемектации достигается только при высоком содержании азота. Если до настоящего времени хромо-никелевые стали применяются в основном для цементации с последующей перекристаллизацией и повторным нагревом под закалку, то полученные результаты дают основание рекомендовать их применение для нитроцементгции с непосредственной заколкой. Результаты показывает, что в стали, склонной к сохранению большого количества остаточного аустенита, получать высокую твердость можно, только легируя ее азотом.

Первый случай соответствует технологичезким процессам, широко распространенным в отечественной промышленности. Второй максимум твердости был положен в основу разработки полых технологических процессов.

На основе проведенных исследований быля разработаны 3 технологических процесса высокотемпературной нитроцементации с гчрио-дачески повышающимся азотным потенциалом.

Общепринятая подача технологических газов через вводы позволяет за ска1 ступончатого уволичс 1ия расходов аммиака и деста-

билизации равновесия маэду газовой фазой и сталью поднять содержание азота в слое до 0,4-0,5.? и сохранить высокую скорость роста-диффузионного слоя в течение длительного времени, что приводит к увеличению скорости роста общей толщины слоя и особенно ого эвтектоидной зоны. При этом увеличивается общая толщина слоя на 20%, а его эвтектоццная зона на 40$ при сопостагчмых выдержках с общепринятыми технологиями. Структура слоя образцов, нитоцементованннх по ре 'ямам го ступенчатым расходом аммиака на толщины 0,8 - 20 мм, соответствует требованиям 0"Т 23.4.52-73 и недопустимых дефектов не имеет [13, 15, 17, 55, 5ПД .

Испытаниями установлено, что наибольшая контактная прочность упрочненного слоя обеспечивается структурой, содержащей наряду с мартенситом азотистый аустенит при твердости контактной поверхности НКЗ 58...60. Под действием циклической контактной нагрузки происходит превращение остаточного аустенита в мартенсит и упрочнение сохранившегося аустенита.

цят^оцементация при 870,..880°С оо ступенчатым возрастанием расхода аммиака внедрена на шахтных печах Алтайского тракторного згчода и на безмуфельных агрегатах проходного типа "Сибзавода" (г.Омск), Мелитопольского завода тракторных гидроагрегатов и Минского завода шестерен. На Мелитопольском заводе тракторных гидроагрегатов способ внедрен для нитроцемантациь золотников ггдрораспределят^ изготавливаемых лз стали 20Х. На остальных ука занных заводах этот процесс применит для зубчатых колес сило-вис передач тракторов, изготавливаемых из сталей 25ХГТ, 20ЯНР и 20ХНЗА.

Дополнительное увеличение содержания азота достигнуто в ди-ффузиощюм слое деталей, обрабатываемых в агрегатах, ше-"тх галеру подегуживания п. ред нагревом под закачку. Подача аммиака в камеру подстулшвания позволла поднять содержание азе /г в слое

после закалки на 0,2-0,3$ [38, 48, 66^ . Если подавать аммиак только в цементованную печь, то в структуре деталей, заказанных о повторного нагрева имеется "роостит, расположенный сплошной полосой толщиной 20-25 мхм по всему контуру зуба. Твердость поверхности не превышает Н^ 700. Содержание азота в ело- находится на уровне 0,1%, ^о-шдаыому, в результате, повторного нагрева под закалку происходит деазотирование стали с поверхности.

Подача аммиака и в цементованную и в закалочную печь способствует повышению содержания азота в стали до 0,2$?, что обеспечивает мартенситнуш структуру без троостига и повышает твердость слоя до НУ850.

Дополнительное насыщение стала азотом на стадии подстужива-ния повышает содержание. азота в слой до 0,45?, увеличивав" зону максимальной твердости и способствует ускорению роста диффузионного слоя.

Охлаждение стали в аммиаке приводит к формированию на юверх-иости карбонитридного сдоя, строение и фазовый соотав : эторого напоминает карбонитридный слой, образующийся при низкотемпературной нитроцементацта при температурах выше эвтектоидной. С поверхности располагается зона, состоящая из £ и фаз, затем подслой азотистого аустенита и далее диффузионная зог,а. Во время нагрева под закалку имеет место деазотирование карбонитридного слоя, однако значительная часть азота растворяется в стали.

Изучение кинетики и механизация формирования карбонитридного ciioH во время охлажденья и высокопотенциальной смеси дало возможность разработать техног "»гичеокш" процесс цементации ь. нитроцемен-тации для наследственно круг чозернистых сталей с перекристаллизацией перед Закалкой, позволивший выполнить диффузионную выдержку в печи повторного натр ва под закпку, а цементационную печь полностью использовать для стадии насыщения. Дополнительное насы-

щение ст&вд азотом позволяет повиси: во прокаливаемость, усталостную прочность и повысить моторесурс тяжелонагруиешшх зубчатых колес от 6 тыс. до 8 тыс. моточасов.

Дальнейшее повышение сидс жания азота в слое стало возмсса-ннм при подаче аммиака в печное пространство через инжекторы непосредственно на садку деталей. Процесс разработан для однорядных и двухрядных агрегатов, имеющих ¿етыра температурные .зоны. В первую зону нагрева подается т лысо эндотермический газ, во вторую и третью зоны наряду с эндогаэ~м подается природный газ во все инжекторы в равных количествах и аммиак с возрастанием расхода гт загрузки деталей к выходу. В четвертую зону через инжекторы вводят эвдогаз и аммиак.

Реализуется схема возрастания расходов аммиака 1:1;5:2:3 [31, 34, 55, 62] .

Увэ~ичение количества подаваемого г печь аммиака сопровоа-дается возрастанием содержания недиссоциированного аммиака в в технологической атмосфере и снижение«* в ней окиси углерода. Была сделана попыт...а установить зависимости содержания азота в аустените от количества недиссоциированного аммиака в атмосфере печи с учетом ее углеродного потенциала. Однако частые отклонения от этой зависимости, наблвдаеие на практика гри длительной эксплуатации, заставили предположить, ®то пока есть неучтенные технологические факторы, ответственные за количество азота в диффузионном слое.

На основе доведенных исследований и производственных испытаний установлено, что наиболее благоприятным является возр зта-ние азотного потенциала атмосферы оъ- 0,2 до 1,0 при постоянном значении углеродного потенциала 0,7-0,8. Техн югический процесс обеспечивает содержание азота в стали 25лГГ на уровне 0,8-0,9$, ,°1ХЛЗА. на уровне 0,6-0.7$, 20Ш4А - 0,7-0,8? и содоркаште угле-

рода в указанных сталях 0,7-0,8$. Твэрдооть сгалг 25ХГТ составляет НУ 900-950, хроыоникелевхя сталей Н V 800-850.

Достигнуто повышение контактно-усталостной прочности стали 25ХГТ на 40$ по сравнению о серийной обработанной сталью. Исследования показали, что обработка в атмосфере со ступенчато возрастающим азотный потенциалом от 0,2 до 1,0 цривгдит к увеличению в слое количества остаточного аустенита, легированного азотом, повышению твердое!., по всей толщине слоя и увеличению его аффективней толщина. После испытаний на контактно-усталостную прочное.ь наблюдалось увеличение твердости диффузионного слоя до НУ 1000 без изменения количества остаточного аустенита.

Испытания показ, ли повышение противозадирной стойкости зубьев тяжедонагруженных зубчатых колес из стали 20ХНЗА, нитро-цеиентованных в атмосфере о повышающимся азотным потенциалом по сравнению о зубчатыми колесами, обработанными по серийной технологии (цементация с повторный нагревои под закалку). На серийно обработанных деталях задир обнаружен после 200 ч испытаний, а на деталях, содержащих 0,8/5 углерода а 0,1% азота задир не наблюдался после испытаний ч течение 500 ч. В структуре серийно обработанных деталей во время испытаний произошли существенные изменения. На участках задира выявлена нетравящаяся светлая зона, под которой располагается троостиг отпуска. Структура диффузионного слоя, содержащего а?от, не претерпела нвкакш. изменений, не изменилось я количество остаточного аустенита. Произошло повышение твердости, вероятно, за счет наклепа остаточного аусте^шта.

Проведенные усталостные испытания на изггб нитроцеыентован-шх шестерен из стали 25ХГТ показали, что легирование азотом до Q,Q% способствует повышению их долговечности на 40$. •

Процесс внедрен на Волгоградском тракторном заводе дм зубчатых колес КПП трактора ДТ-75 и на предприятии п/я л-1668.

Для сншения склонности к росту аустенптного зерна в упроченном слое предлагается проводить нагрев деталей в атмосфере аммиака. Измальчеше зерна в поверхностной слое деталей достигается за счет того, что диффузия азота в сталь происходит во время нагрева, когда сохраняете, еще исходное мелке.) зерно. Образующиеся по граница!! зерен выделения дополнительно стабилизируют -раннцы и препятствуют росту зерна при последующем нагреве и виг ^.ржке [60^ Однако, нагрев в аммиаке следуе™ применять только при отсутствии окислителя в атмосфере пе"чп или дая получения неглубоких слоев, когда выдержка при температура нитроцеиенфации не дс ^таточна для развития внутреннего о~исления' и образования темной составляющей.

Во всех разработанных технологических процессах нитроцемен-тации очень важным р-ишется заданное содержание углерода; автоматически поддерживаемое на необходимом уровне. Для обеспечения автоматического регулирования углеродного потенциала по длине п~чн современных агрегатов, широко применяющихся в тракторном машиноотроении предложен способ регулирования углеродного потенциала в процессе химико-термической обработки путем изменения способа ввода технологических газов в печь. Эндотермический и природный газ веодят в печь через ввод, расположенный в торце цементационной печи со стороны внхода деталей и направляют одним потоком встречно движению обрабатываемых деталей. Регулированием расхода "леей при: сс ралешш выбранного соотношения компонен: зв достигается необходимый профиь концея.рации углерода" в диффузионное слое [ 701 .

Автоматическое регулирование углеродного Ьотенциала атмосферы в двухрядных бозмуфедышх агрегатах внедрено на Минском тракторном заводе и Челябинском загоде тракторных трансмиссий для демонтации тякелонагхуженных. зубчатых колес с использованием датчика кислородного потенциала.

Выполненные расчеты показали, что процесс моано применять дав нитроцементации с содержанием остаточного ашиака в Типологической атмосфере до 0,85?.

На основе анализа результатов исследований по влиянии параметров тершцикиирования на кинетику и механизм структурообразо-ванкя диффузионных сло^в были разработаны технологические процессы ХГЦО для крупномодульных шестерен из стали 20ШЗА, золотников гидрораспредедителей из стали 20Х, тяжелонагруаенных шестерен иэ стала 25ХГГ.

Для получения сдоев толщиной 0,6-1,1 мм разработгт технологический режим с нагревом до 880°С, выдержкой при этой температуре 30 мин и охлаждением до температуры ниже перлитного превращения. Микроструктура штроцементовангого слоя малолегировг..шых сталей типа 20Х, 25ХГТ и др..состоит из трех зон. Первая поверхностная зона, толщиной до 0,2 ш состоит из весьма мелкоигольчатого мартенсита, остаточного аустенита и мелких округлых част..ц карбошщшдоь. Во второй зоне карбошгарвды не наблюдался, мартенсит мелкоигаЕьчатого отроения. Количество остаточного аустенита в обоих зонах практически одинаковое и составляет 40-50$. В третьей зонд количество остаточного аустенита уменьшается. Характерной особенностью этой зоны является более дисперсное строение мартенсита, чем во второй зоне. По всей вероятности, измельчение аустенитного зерна в этой зоне достигается за счет выделения феррита на стадии охлаждения. Третья зона по содержанию углерода соответствует переходной доэвтектоидаой части диффузионного слоя. В сердцевине редаий р змер аустенитного зерна составил 7 мкм, в то время как после серийной нитроцем9К"ации о непосредственной закайкой он составляет 56 »оси. Измельчение зерна аустенита приводит к повышению ударной вязке ;ти о 0,85 до 1,1 МДж/ы2 при оххажденги в воде и с 1,0 до 1,6 ВДя/ы2 при охлаждении в масле.

Диффузионные слои, полученные г- предложенному режиму характеризуются высокой износостойкостью и контактной выносливость!). Сталь 25ХГТ, нитроцементовапная по режиму ХТЦО показала в 2,5 раза большую долговечность, чем после нитроцементации по серийному режиму при испытании на контактную выносливость с 10? проскальзованием при напряжении 2800 Ша.

Стендовые испытания шестерен тракт -ра ДТ-75 из стаи 25ХГТ также показали преимущество терм-циклической нитроцементации перед оерийной.

Испытания на износ стали 202 показали, что интенсивность нзнешвантя диффузионного слоя после ХТЦО в 5-10 раз меньше, чем после серийной обработка (табл.1).

Таблица I

Спосс"* :_Интенсивность изнага.,ванид_

: Р=ЗалЛа : Р=50МГ х

ГГЦО

Серийный

Дхя получения слоев толщиной Г,ь-2,2 *?л предеюжан технологический процесс тёрмоциклической цемента да с ..агревом до 960°С, выдержкой 1,5 ч, охлаждением до 800°С, выдержкой 20 мин. Общее время цементации составляет 14 ч. Дня диффузионного слоя стали, применяемых в малностроеш I, этот интервал цианирования находится в аустенитно-карбидной области. Схжгздетм я последующей нагрев приводят к выделению и растворению карбидов. Структура диффузионного слоя после закалки представляет собой весыь. мелкои"ольчатый мартенсит, цементит, суяь$адн марганца к небольшое количество о ' ваточного аустекпта, че гпзошпшцоэ 355. Содержание углерода

0,8 «Ю-11 0,8 • Ю"10

0,5 .Ю-10 2,5 • 1С-10

в остаточном аустените находятся на уровне 1,0$. I сердцевине структура состоит аз срздаеигс-гьчатого малоуглеродистого иартда-сата.

Более глубокие диффузиошше слои таю получить, увеличивай вроыя выдержки при температуре ворхлей граница цзкяа до четырех часов и уменьшая температуру нишей граница п?"ла до 600°С. Чтобы не допустить огрубления структуры во время выдераки при верхней температура цикла, модно еэ снизить до 940°С. В этом иптерчая^ температур наряду с выдалендем и раствор, лиэи нарбидяо: фазы наб. дшаатся^;—» у'превращение. Значительно увеличивается скорость насыщения стали ;тлеродоы по сравнению как с изотермическим процессом, так и о термоцигаической цементацией баз фазовых превращений. Структура диффузионного слоя состоит в основном, из аустенита, содержание 'которого по данным рентгшострукт: оного анализа доходит до 70$, весьма мелкоигольчатого и тшашг о ль того мартенсита, карбидов и сульфидов. Карбида валкие, равномерно распределенные, распространяются на глубину до 0,9-1,1 ш. Содержание углерода в аустенита повышается до 1,15$.

Сравнительное рентгеноструктурное исследование стали 20ХНЗА, обработанной по обоим предложенным реяимам ЛЦО е. изотермическому региму -оказало, что фазовое превращение^ ^^ цртводит к увеличению мшфоискагешй в аусяешие и ичиельченив блоков и увеличению микроискажчщЁ в нартенсг^е.

Разработанные технические решения позволяют составить рекомендации по выбору технологического процесса ХТО и ГЩО в зависимости от заданной толщины сло.<. и необходимой структуры диффузионного слоя и сердцэвини (таблица 2).

Кроме Указанного в таблица назначения рекиы 2 может быть рекомендован для дополнительного упрочнения сталей эвтектоидного и заэвтектовдного состава (У8, ПО, ПШ5 и др.). По режиму 6 мож-

Характеристика разработавшее технологических процессов

Таблица 2

Номер ¡Температура, : Толщин а :Содержание, % : : Структура (базовый состав^ реаика : ос : слоя., ¡углерода; азота: Закалка : дисбфузис-шого : сердце-тан _:__• :_:_I_:_слоя_:_

I 600 С,06 1,0 4,0 Непосредственно - фаза ж азотистый аустенит Сорбит

2 820-600 0,60 0,9 0,3 Мартенсит и хагбо-нитриды Мартенсит ферритом

3 900 0,60 0,3 0,5 Мартенсит Мартенсит

4 850 1,5 0,9 ¿,0 п Мартонси-г и яарбониздцы Мартенсит

5 830 2,0 0,9 1,0 _п Аустеннт, мартенсит и карбо^ятрндн Мартенсит

6 890-600 2,0 2,0 0,4 и Мартенсит и карбонитридн Мартенсит

7 890-750 2,0 2,0 0,4 —» Мартенсит и карбонитрпды Мартенсит

6 330 2,0 о,а 0,4 Сосла 330° охлаждение в аммиаке, зате1_ нагрев под закалку Маптегсит, аустенит, карбонитрздн Мартенсит

- 930-500 3,5 0,9 — Повторный нагрев под закалку Мартенсит и цементит Иартенскт

ыо формировать очень шюишй карбздвыБ олой с внсовой таордооть».

Изучение механизма форшроваши диффузионного слоя нестационарных условиях насыщения позволило выработать подход к система легирования цементуемых сталей. В пожаднее время наметилась тенденция к сокращении концентрации хрома в цемонтуеьыс сталях из-за опасности развития внутренней оксидации п появления троостнта. Дополнительное легированно азотом, стабилизируйте о аустенат и препятствующее появлению троосзатных взделекий позволило разработать новую, марку сташх 25^.2Г2Г, легированную повшгенчтш количеством хрома, п марганца, способствующих получение в поверхностной зоне диффузионного слоя повышенных концентраций углерода с большим количеством мелких равномерно распределенных карбидов

С учетом влияния легирующих элементов на возможность появления в структуре диффузионного слоя дефектов типа темной составляющей н троосишшх выделений била цредоюкена сталь типа 25ПЖР4 [ 47| . Стендовые испытания зубчатых колес из этих стпей показали их существенное преимущество по сравнена» о известными.

Судя по характеру влияния ХГЦО на структуру, фазовый состав и физико-механические свойства диффузионного слоя иоано предположить, что аффект воздействия технологических параметров на свойства аустекита при ХТЦО сопоставим с действием легирующих элементов. Применяя сложную термическую обработку, изменяя состав газовой фазы, температуру, интервал- цитирования, скорости нагреЕЭ и охдяз-дония, время выдержки цри верхней и нижней температурной границе и количество циклов мог -о получить в ехали мелкое и сверх мелкое зерно, снизить (или повыаг •.) критические точки, обеспечить формирование в дйффузионном слое мелкодисперсной избыточной фазы.

выводы

1. Анализ результатов выполпапи'-х исследований пс.лзол, что дафйгзпоккоа васвдекке иалологировшпшх сталей углеродом

и азотом прп.нестационарных процессах цементации к нитроцеиэнта-гда сопровождается изменение ива поила п квхсшгзиэ формирова-иия дпффу зиошюти слоя. Нарушение равиосоопя мэвду газовой фазой и сташз приводит к протекшею з стали фазовнх превращений, вызванных изменением раствс^лмоотп углерода- и азота в аустенлте л их распределения по глубине слоя. Характерной особенностью нестационарных процессов является формирование мелкого аустениг^ого зерна по есой толщине ^йузпонного слоя и особенно в переходной зоне, которая по содержания углерода соответствует доэвтектоидкой части слоя. Как правило, в переходной зоне отсутствуют продукты промежуточного распада аустонпта.

2. Разгчгы прздегавленпя о природе дефектов струк урн гагтро-цекектоватшх слоев снигаюа,.а: усталостна прочность упрочненных аздечий. Установлено влияние даффу-ли кислорода в широкой диапазоне температур (600-900°С) на появление дефектов в структура; пористости, темной со^тавл^щей, троостигннх выделений и шелушения. Показало, что пря высокотемпературной нитроцекентадии на развитие этих дефектов оказывают вг'яниэ процессы дьазотпровааия н упорядочения твердого растзора. Веестороное исследование природа тем-

й составлящеЧ позволило установить, что она представляет собой йазы сложного строения, икеюздав оксиллуя природу и являшяеея рззуггтагок избирательной охамдагя;, вокруг которет располагается легко травящаяся структура, растворявшаяся во время приготовления

3. На основе пзучонпя шхезгзиг формирований карб юггрядеого слоя прг гозкотештаратурпой юттпоцемеятацгат в зависимости от соо-

тава газовой фазы, температуры л продолжительном- процесса показано, что регулирование кинетики формирования слоя его фазового состава и свойств может быть о тщзствлано . за счет многоступенчатых циклов насыщения о постеленным снижением азотного и повышением углеродного потенциалов, возводящим об^-.^ечит', достаточно высокую скорость роста карбоннтрвдиого ело..-. Структура слоя, состоит из ^-фаз1', столбчатого строения. Границы фрагментов зерен - фазы блокированы выделениями $г> фазы, что напяду с поиышвнным содержанием углерода в фазе являемся причиной получения высокой твердости слоя, до IIV 800...500.

4. Показано, что ни'^оцеыентация при температурах 850-900°С в нестационарных условиях с периодическим повышением азотного потенциала атмосферы приводит к изменению растворимости азота и углерода в аустешие, что сопровождается чередованием г..оцессов выделения и растворения Убыточной фазы. В результате происходит развитие субструктуры аустенита и измельчение его зерен. В переходной зоне слоя, соответствующей доэвтектовдному содержанию угла-рода отсутствует троостат, выделения которого характерны дая серийного процесса, и наблюдается измельчала зерен аустенита, что свидетельствует о влиянии малых количеств азота (до 0,1%)

на фра_^в?'тацшо и устойчивость аустенита. Устаис мена закономерность изменения твердости шгароцеме>!Товашшх слоев в зависимости от содержаниг углерода и азе 'а. Обнаружены 2 максимума твердости при низком и высоком содержании азота. Структура нитроцементован-ных слоев, содержащая углерод и азот в соответствии со вторым пак имумоы состоит в основном из остаточного аустенита и выделений избыточной фазы в ниде нитрвдов хрома и сульфидов марганца различной ^сперсности.

5. Совмещение термоциклированля с химико-термической обработкой позволяет увеличить массооадачу углерода из атмосферы в металл, измельчить аусгешатное эврьу и сформировать структуру с избыточ-

ной карбидной или карОбнитридной фазой в виде мелких округлых "¡сличений, равномерно распределенных а мартеяситной или аустенит-ной матрице.

6. Изучение механизма формирования диффузионного слоя при нестационарных условиях тсвдения позволило I .'работать подход к система легирования цементуемых сталей и предложить сттль, лзгировшшую повышенным количеством хрома и марганца способствующих накоплению углерода • поверхностных зонах диффузионного слоя в виде. мелких, равномерно распределен--с выделений гзментита.

7. На основе изучения особенностей структурообр-аования, концентрационных профилей углерода и азота, механизма формирования диффузионных слоев при различных температурах установлены технологические параметры, обеспечивающие протекание изменений

в аустените диффузионного слоя в заданном направлении, и разработаны нестационарные технологические процессы цементации и нитро-пементации, обеспечивающие сущоетвенное увеличение ударной вязко -га, иаяооостойкости, контактной выносливости ответственных деталей тракторов и сельхозмашин, что способствует повышению их моторесурсе , снижению норм расхода запасных частей при экономии топливно-энергетических ресурсов. Экономический эффект от внедрения на заводах тракторного л сельскохозяйственного маюшостро тшя новых технологических процеооов составят более 2 мш.ру5.

По материала!! диссертации опубликованы следующие основные работы:

1. Семенова Л.М., Сидельковский М.Т., Миикевич А.Н. Возникновение троостит- в закаленной нитроцементованном слое //Известия ву;ов. Черная металлургия.-1959,-й 9.-С.12^-1С2.

2. Семенове Я.И. Природа дефектов нигроцеиентахгаи я моторы их устранения: Автореф. не. ... к дц.техн.наук. чМ.,1970.-24с.

3. Семенова Л.М., Сидельковокий М.П., Минкович А.Н. Роль кислорода в образовании "тешой составлявшей" - дефекта нитроце-ментацки// Прогрессивные методы.термической обработки металлов: -Тез.докя.Всесоюзного научного совещания. ~il.,I97I.~C Д50-156.

4. Крылов D.H., Сешшова 1.М., Слобин Б.З., Кучерук Г.Е. Влияние дефектов штроцементациа на усталостную прочность зубьев шестерен из стали 25ХГГ// Металловедение и термическая обработка металлов.-I97I.-.M 12.-С.33-37.

5. Семенова Д.М.» Сидельковокий М.П., Мтвдвяч А.Н. -0 природа "тешой составляющей" - дефекта нигроцементацаи// Известия вузов. Чэрнш шталлургая.-1972.-Й 6.-C.II4-II8.

6. ОСТ 23,4.52-73, Сталь цементованная для шестерен. Метода контроля микроструктуры и глубины слоя. М.:Министерство тракторного и сельскохозяйственного.машиностроения, 1973,-37с,

7. Семенова Л.Ы., Тельдеков В.А., Тескер Е.И. Повышение усталостной прочности шестерен тректоров путем оптимизации техно-

• логии ннтроцементации// Метадяоведение и термическая обработка металлов.-I973.-J6 9.-С.26-28.

8. Семенова Л,М., Мэрвдова БД., Розенберг Э.И. 0 возможности повышения качества нвдроцементованных деталей// Современные способы упрочнения деталей машин термической обработкой: тез.докл. Всесоюзной научно-технической конф,М.1Э73.-С.123-129.

9. РШ 23.4.82-75, Требования к качеству химико-термической обработки зубчатых колес. NL {Министерство тракторного и сельскохозяйственного машиностроения. 1975.-24с.

10. Козловский И.С., Семенова Л.М., Кузнецова Г.Ф. и др, Повышение прочности зубчатых кояее путем оптимизации технологического процесса нитроцементации// Повышение качества зубчатых передач кснетрукцаоняиаи и технологическими методами: Тез.докл.Всесоюа-ной научяо-тэхничоской конференции.^.,1976.-С,II6-I20.

11. PTM 23.4.340-78. Требования к качеству химико-термнчсо-кой обработки поршневых пальцев. И.: Министерство тракторного и сельскохозяйственного машиностроения, 1978.-9с. .

12. Кузнецова Г.Ф., Козловскзгй И.О., Семенова JL.U. и др. // Глубокая нитроцемонтация деталей // Технология, экономика и организация производства, -1973.-3 2.-С.43-46.

13. Семенова Л.И., Бескровная Е.В., Кузнецов Г.Г. Влияние технологических параметров иа строение слоя после низкотемпературной нитроцемзнтецта// Металловодениэ и термическая обработка металлов. -19792.-С.41-42.

14. ОСТ 23.4.181-80. Сталь цементованная и нитродвментован-яая для поршневых пальцев. М.: Шниотеуство тракторного д сельскохозяйственного машиностроения, 1980.-35о. ' •

15. Никифоров H.A., Семенова Л.М., Кузнецова Г.<&. Повышение прочности и долговечности тялселонагрукегшых зубчатых колес тракторов // Технология, экономика и организации производства.-1900,-й I.-C.30-34.

16. Исхаков С.С., Лаптев В.Г., Семенова Л.М. и др. Износостойкость и усталочная прочность сталей после низкотемпературной нитроцементацаи. // Металловедение к термическая обработка метал-л0в.-1981, ä I.-C.2-5«,

17. Буреикова С.С., Сомэяова Л.М., Костнлева Л.В. к да. Интенсификация насыщения отата углеродом при тормоцяклнческой цементации // Гзрмоцяояическая обработка деталей малаш; Тез.дoía. Всесоюзного научно-технического сог.яшара.-Волгоград, .1981.-С.08-101.

18. Семенов С.В., Еескровяая 2.В., Семенова Л.М. Тормоцшслическая нитроцемонтация колструкцяошдах старей // Термоцшсяическая обработка дотаяоЛ машпя: Тез,доил. Всесоюзного научно-технического свминара.-Волгогрзл» I9ßI-C.I,l'4-I.I9.

19. Гюлшсанданов ЕЛ., Останова Л.М., !1!гшочга»л Л.Я. Впсоко-тсупсрахурпяя ¡ттроцемэиташя дазколегиропагпгого аустшмш в vom*«

ролируелюй по углероду и азоту эндотермической а.мосфере с до- ' бавками ашшака // Библиограф 1ческий указатель ЗЫИИТИ. Депокдро-ваннив рукописи, 1982.-й 7. » 1570 ч & 1571, 43с.

20. Гюлихавданов E.JI., Семенова Л.М., Шапочкин В.И, К вопросу об образовании дефектов структура нитроцемзня,ованнот,о слоя -темной составляющей. - Волгоград, 1982. С.Дег, в ин-те Чермет-информация 12.07.82 - Ü 1665чы - Д82, 13с.

21. Гюлиханд^ов Е.Л., Кузнецов Г.Г., Семенова Д.М., и др. К B^npcjy о механизма роста нитроцементоваяного с.*оя при темпе!. туре вше звтектоидыой. - Волгоград, 1983. - 120о. Деп. в ш-то Чарметинформапяя I2.I0.C3 - (S 2094.12с,

22. Шапочкин В.Л., Семенова 1.М., Малых А.Т. Повышение^ долговечности деталей при высокотемпературной нитроцементации с повышеииш азотным потенциалом // ДвигателестроенЕе.-ЗГ83.-№ I.-С.37-38.

23. Шапочкин В.И., Тескер Е.И., Семенова Л.М. и др. Снижение торцевого изнашивания зубчатых колес при увеличении содержа- . кия азота в нитроцемедтованнои слое ¡J Вестник машиностроения.-М., 1984.-й 3.-С.27-2Р. , , .

24. Шапочкин В.И., Семенова Л.М., Тескер Е.Л. и др. Высоко-тэмпе^ атуряая нятроцоментация с повышенным азот-зш потенциалом -новый прогрессивный метод упрочнения автотракторных деталей // Основные напгавления эконом -л и рационального использования металла в автотракторостроении; Тез.докл. Всесоюзной научно-гехнх • ческой конференции. - Челябинск, I984.-C.¿30-29I.

25. Шапочкин В.И., Пожарский А.В., Семенова Л.М. Повышение усталость ой прочности шестерен, упрочняемых нитроцементацией // Двигателе(5троешяе.-1984.-)6 8.-С.43-44. . . •

26. Шапочкин В.И., Семенова Д.М., Чудин В.А. Номограммы твердости нитроцементованных слоев // Заводская лаборатория. - 1984.-Й 10.-С.43-44.

27. Методика контроля толщины цементованного слоя шестерен ".о твердости. - М.: Министерство тракторного и сельскохозяйственного машиностроения, I984.-2C.

28. Шапочкин В.И., Семенова Л.М., Тэскер Е.И. н др. Нитроцементацяя тяжелонагчуяенних шостсрен из стали 20ХНЗА // Технология и организация производства. - 1984.-JS 3.-С.46 47.

29. Башнин Ю.А., Семенова U.U., Буреккова О.С. и др. Термо-циклчческая нитроцементагдос шес-арен // Металловедение и тер?яз-ческая обработка металлов. - 1984.4. С.14-15.

30. Гюлихавданов Е.Л., Семенова I.M.. Шапочкин ч.И. Влияние высокотемпературной нп-роцементации на структуру, фазовый состав и свойства низколегированных сталэй // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1984.-Ji 4.-C.I0-T4,

31. Пожарский A.B., Пегишева С.А., Семенова Л.М. и ^р. Интенсификация процеоса цементации и улучшение качества упрочненного слоя шестерен // Металловедение и термическая обработка метаююа.-1984.- Л 4.C.8-I0.

32. Шапочкин В.И., Пожарский A.B., Семенова Л.М. Фаювый состав и механические свойства нитроцементованных слоев низколегированных сталей // Известия АН. Мртадли.-1985.-№ I.-С.154-158.

33. Шапочкин В.Н., 'Гескер ¿.И., Семенова Л Л. и др. Влияние структуры поверхт-ci.ioro слоя материал.* зубьев и сопротив яемость

• заедашго зубчатых колес, упрочненных х-зотко-термичеокой обработ-

j

ксЛ // Металловедение л термическая обработка металлов.-1985.-» 7.-С.54-56,

34. Баашга D.A., Лисицкая I.A., Семенова Л.Ш, и др, Влияние ТЦО на механические свойства стали 201 // Металловедение ч торми-мекая обработка моте ллов.-1905.-й S.-C.28-30.

35. Шапочкин Б.И., Семенова Л.ы, Исследование тешой составляющей в цатроцэмонтовашшх слоях // Известия вузов. Черная шталяургиа,-1985.-1 5.-0.125-129. .

36. Шалотащ В.И., Гюляханданов Б,Л., Семенова Д.М, Цовшдо-ит долговечности тйэалонагрукешшх зубчатых передач за счет формирования оптимальной структуры и физико-механнчаскшс свойств поБорхностных слоев // Несущая способность и оптимизация зубчатых передач: Тез.докл. - Варна (Болгария), I9ÖS.-C.7I-72.

37. Семенова Л.М., Пожарский A.B. Хишко-тврмичеокая обработка в отрасли тракторного и сэхьокохизайственного машиностроения // Применение дисперсных сред в процессах термической и хкшко-тершчаской обработки материалов: Тез.докл. на секции, Государственного комитета СССР по наука и технике, - Свердловск, 1985,~С.19-22, ,

38. Шшочкш В.И,, Семенова Д.М. Повышение долговечности

и надежности «желонэгруквнных: деталей трасторов и сельхозмашин упрочнением натроцеыентацией с повышенным, азотным потенциалом // Состояние и перспективы упрочнения деталей тракторов и оелъхоз-шшш: Тез. докл. ВДЙХ СССР. -М., 1983.-С.41-42.

39. Семенова Л,М., Пожарский A.B. Современное состояние и ошт вне,прения процессов химико-термической обработки // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1987,-1 6.-C.5-II.

40. Семенова Л.М., Пегишева С.А., Юдина Л.В. е др.

Ошт работы ВгТЗ по нитроцвментации шестерен с повышенным содержа-ниш азота // Технология и оборудование для новых прогрессивных методов хйьшко-а'ердачэской обработки деталей тракторов и сельхоз-мтши: Тез. докл. Всесоюзного научно-технического семинара. -Волгоград, '1983,- С.37-38.

41. Математическое моделирование распределений концентраций углерода при IT0 на осново гоперболического уравнения диффузии / ВаЙобла? U.M., Кярнос И.В., Ясников Г,П., Белоусов B.C.,

44

Семенов С.Б., Четчасова Т.К., Семенова Л.М. // Технология и оборудование для новых прогрессивных методов хишко~торшчоской обработки деталей тракторов и сельскохозяйственных машин: Таз. докл. Всесоюзного научно-технического семщюра.~Волгоград,19й8,-0.170-173.

42. Гмихагданов Е.Л., Семенова Л.М,, Шапочкин В.И. Особенности отроения нигроцементованнах слоев с повышенным содержанием азота // Иатадловедепие и термическая обработка металлов. ~IS90.-,,& 5.-0.12-15.

43. О моделировании диффузии при тэрмопикшгчаскях воздействиях на металл / Еуевнч Ю.А., Вайсблат U.U., Кириоо И.В., Семенова Л.М., Яскнков Г.П. // Икхэнорно-фяэичесггай зсуртгал.-1990.-1.58.-М 2.-С.276-284.

44. Изменение критических точек стали 20ШЗА в процессе циклирования / Лисицкая Л.А., Бапгшн Ю.А., Семенова Л.М., Семенов 0.В.// Конструкционная прочность, долговечность, упрочяп-нпо материалов и деталей маиин: Тез. дом. межреспубликанской научно-технической конференции. »Волгоград, I9S0.-С. 13-1(5.

45. A.c. 6I845I СССР, МЕИ С23С П/18, Способ штароцамоитл-пдя стальных изделий / Г.Ф.Кузнзцова, К,С.Козловский, Л.М,Семенова и др. (СССР). - 1с.

46. A.c. 800236 СССР, Midi3, G23G 11/18. Способ такотемюра-турной нитроцвментации стальных изделий / Г.Г.Кузпэцов, Г.Ф.Кузно-цова, Л.М.Семенова, А.М.Мешков (СССР?. - Зо.

47. A.C. 852958 СССР, ОТ3 С22С 33/54. Цекетгаузмая сталь / Л.В.Костипева, Л.М.Сэмонова, Е.А.Морилова и.др. (СССР).-Зс,

48. A.c. 833739 СССР, ЖИ3 С23С, Il/lB. Спсосб вйсокотемп«-ратуркой гогароцвквятодаа / Л.В.Кбсишва, 1,М.О<эмэнова,

И.С.Козловский и др. СССР,~2о.

49. A.c. 899713 СССР, МКИ3 C23G 11/18. СпосоС нитроцешата-цни стальных изделий / Л.В.Кос/шгева, Л.М.Семэнова, И.С.Козлслскзй и до. (СССР). - Зо.

50. A.c. 954503 СССР, МЕИ3 С23С 9/00. Споооб нитроцьяеята-ции стальных изделий / В.И.Шалочюш, Л.Ы.Семенове, А.В.^ояарояЕЙ и др. (СССР). - 2с.

51. A.c. 954514 СССР, МКИ3 С23С 11/14. Способ химико-тврми-ческой обработки овальных изделий/ С.В.Семенов, И.С.Козловский, Е.В.Гзскровная и др. (СССР). - Зс.

52. A.c. 1020456 СССР, Шй3 С23С 9/06. Способ цементации стальных изделий / О.С.Бурвнкова, Д.В.Коотылэва, Л.М.иеманова и др. (СССР). - 4с.

53. A.c. 1053523 СССР, ЦКИ3 С23С ИД8. Способ химико-термической обработки стальных изделий / С.В.Сеценор, В.В.За^элеев--Зотов, Л.«.Семенова и др. (СССР). - Зо.

54. A.c. 1057574 СССР, МКИ3 С23С II/12, Споооб упрочнения стальных изделий /С,АЛег,:Ш9ва, Л.М.Сеивнова, А .В.Пожарский

и др. (СССР). - 5с.

55. A.c. 11679^3 СССР, МКИ3 С21Д 1/72. Спосоо упрочнения стальных изделий / И.В.Кирноо, С.Т.Юшдаихов, A.L.Пожарский, Б.Ч.Радкиевский, Д.М.Семенова и др. (СССР). - 4с

66. A.c. II67909 СССР, ШИ3, С23С, II/I8. Способ нитроцеыав--тации изделий чз малоуглеродгстых низколегированных стале.. / Ю.А.Башнин, Л.А.1исицкая, Т.А.Марнелова, А.В.Пожарский, Л.М.Семенова и др. (СССР). - 2с.

57. A.c. II964IO СССР, MCI3 С23С 38/38. Г.эмвнтуемая сталь / Л.М.Семеноиа, С.Н.Фращузов, О.С.Буренкова и др. (СССР). - 2с.

58. К:с. 1225866 СССР, МКИ4 С21Д ГТ/00. Способ регулирования процесса химико-термической обработки стальных изделий / И.В.Кирноо, С.Т.Кшшников, И.АЛобачев, В.И.Непогодил,A.B.Пожарский, Л.М.Семенова и др. (СССР). - Зо.

45

59. A.c. I3I2975 СССР, МКИ4 С21Д 1/73. Способ хвмижо-тврмв-•tacKoii оорабстки отальвнх изделий / С.А.Башнш, Л.Л.Лясяцкал, Д.М.Сеыонова п др. (СССР). - 2с.

60. A.c. 1342929 СССР, Ш4 С21Д 1/1 В. Способ тврмоцикли-чоской обработка / Ю.А.Бакнгш, Л.А.Лисшрсая, ^.В.Семанов, А.В.Позарскпй, Л.М.Семеьова и др. (СССР), г- Зс.

61. A.c. 1400130 СССР, ККИ4С23С 8/32. Способ термоцикяи-чесяоЗ обработки /С.В.Сегэяов, В.В.Заболеэв-Зотов, Е.Л.Гюлихавда-нов, Л.М.Семенова и др. (СССР). - 4с,

62 A.c. 14417У0 СССР, 1Ш54 С21Д 1/00. Способ тормопдкли-ческой обработки стальных изделий. / Ю.А.Башнин, Л.А.Лисицкая, М.А.Гречиякшт, Л.М.Семенова и дф. (СССР). - 2с.

63. A.c. I5I2I67 СССР, MEM4 С23С 8/32. Способ упрочнения стальных изделий / Л.1,1.Семенова, Л.Е.Французова, А.В.ПожгрскиЙ и др. (СССР). - Зс,