טיפול בחום כימי של יציקות פלדה

טיפול בחום כימי של יציקות פלדה מתייחס להנחת היציקות בתווך פעיל בטמפרטורה מסוימת לשימור חום, כך שאלמנט כימי אחד או מספר אלמנטים יכולים לחדור אל פני השטח.טיפול בחום כימי יכול לשנות את ההרכב הכימי, המבנה המטאלוגרפי והתכונות המכניות של פני היציקה.תהליכי טיפול בחום כימיים הנפוצים כוללים פחמימה, ניטרידה, פחמניטרידינג, בורוניזציה ומתכת.בעת ביצוע טיפול בחום כימי ביציקות, יש להתייחס באופן מקיף לצורה, גודל, מצב פני השטח וטיפול בחום פני השטח של היציקה.

 

1. קרבוריזציה

קרבוריזציה מתייחסת לחימום ובידוד היציקה במדיום קרבוריזציה, ולאחר מכן חדירת אטומי פחמן אל פני השטח.המטרה העיקרית של הפחמן היא להגדיל את תכולת הפחמן על פני היציקה, תוך יצירת שיפוע תכולת פחמן מסוים ביציקה.תכולת הפחמן של פלדה מקרבת היא בדרך כלל 0.1%-0.25% כדי להבטיח שלליבת היציקה יש קשיחות וחוזק מספיקים.

קשיות פני השטח של השכבה הקרבורית היא בדרך כלל 56HRC-63HRC.המבנה המטאלוגרפי של השכבה הקורבורית הוא מרטנזיט מחט עדין + כמות קטנה של אוסטניט שמור וקרבידים גרגירים בפיזור אחיד.קרבידים ברשת אינם מותרים, וחלק הנפח של אוסטניט שמור בדרך כלל אינו עולה על 15%-20%.

קשיות הליבה של היציקה לאחר הקרבור היא בדרך כלל 30HRC-45HRC.מבנה הליבה המטאלוגרפי צריך להיות מרטנזיט דל פחמן או בייניט נמוך יותר.אסור להחזיק פריט מאסיבי או משקעים לאורך גבול התבואה.

בייצור בפועל, קיימות שלוש שיטות קרבור נפוצות: קרבור מוצק, קרבור נוזלי וקרבור בגז.

2. ניטרידינג

ניטרידינג מתייחס לתהליך טיפול בחום המחדיר אטומי חנקן אל פני השטח של היציקה.Nitriding מבוצע בדרך כלל מתחת לטמפרטורת Ac1, ומטרתו העיקרית היא לשפר את הקשיות, עמידות הבלאי, חוזק העייפות, עמידות בפני התקפים ועמידות בפני קורוזיה אטמוספרית של משטח היציקה.ניטרידינג של יציקות פלדה מתבצע בדרך כלל ב-480°C-580°C.יציקות המכילות אלומיניום, כרום, טיטניום, מוליבדן וטונגסטן, כגון פלדה מסגסוגת נמוכה, נירוסטה ופלדת כלי עובש חמה, מתאימות לניטרידינג.

על מנת להבטיח שלליבת היציקה יש את התכונות המכניות והמבנה המטאלוגרפי הנחוצים, ולהפחית את העיוות לאחר הניטרידינג, נדרש טיפול מקדים לפני הניטרד.עבור פלדה מבנית, נדרש טיפול הרוויה וחיסום לפני ניטרידה על מנת לקבל מבנה סורביט מחוסם אחיד ועדין;עבור יציקות שמתעוותות בקלות במהלך טיפול ניטרידינג, נדרש טיפול חישול הפגת מתחים גם לאחר כיבוי וחידוד;עבור נירוסטה ויציקות פלדה עמידות בחום ניתן בדרך כלל להרווה ולחכך כדי לשפר את המבנה והחוזק;עבור נירוסטה אוסטניטית, ניתן להשתמש בטיפול בחום בתמיסה.