Введение
Глава 1. Технологические возможности нитрощментации сталей 12
1.1. Газовая нитроцементация высоконагруженных деталей машин 12
1.2. Требования к составу и структуре нитроцементованного слоя сталей 16
1.2.1. Особенности нитроцементации экономно-легированных сталей 16
1.2.2. Особенности нитроцементации хромоникелевых и теплостойких сталей мартенситного класса 21
1.3. Технологические возможности ионной нитроцементации 25
1.4. Теоретические и технологические основы науглероживания в атмосферах низкого давления 33
1.5. Математическое моделирование процессов цементации и нитроцементации 41
1.6. Существующие подходы к реализации процесса вакуумной нитроцементации 44
1.7. Выводы по главе 1 и направления исследований 46
Глава 2. Методики проведения исследований 49
2.1. Материалы и объекты исследований 49
2.2. Опытное и промышленное оборудование для вакуумной цементации и нитроцементации 50
2.3. Методики исследований структуры, химического состава и свойств диффузионных слоев 56
Глава 3. Разработка режимов вакуумной нитрощментации на основе экспериментальных исследований 61
3.1. Технологические факторы вакуумной нитроцементации 61
3.2. Закономерности диффузионного массопереноса углерода и азота при вакуумной нитроцементации 63
3.3. Определение оптимальной схемы подачи углерод- и азотсодержащих компонентов рабочей среды низкого давления 74
3.4. Влияние технологических факторов вакуумной нитроцементации на характеристики диффузионного слоя 77
3.4.1. Влияние температуры процессаВНЦ 77
3.4.2. Влияние общего времени диффузионного насыщения 78
3.4.3. Влияние суммарного времени активных стадий насыщения 80
3.5. Разработка режимов ВНЦ зубчатых колес газотурбинного двигателя 83
3.6. Исследование структуры и параметров диффузионных слоев после нитроцементации стали ВКС-10 по разработанным режимам 86
3.7. Структурообразование при ТО после вакуумной нитроцементации стали ВКС-10 91
3.8. Выводы по главе 3 94
Глава 4. Разработка рекомендаций по оптимальному выбору режимов вакуумной нитроцементании 97
4.1. Математическая модель процесса вакуумной нитроцементации 97
4.2. Проверка адекватности математической модели вакуумной нитроцементации 105
4.3. Исследование влияния временных факторов технологического процесса ВНЦ на характеристики диффузионного слоя на основе математического моделирования 108
4.3.1. Влияние общей продолжительности процесса на характеристики диффузионных слоев 108
4.3.2. Влияние соотношения продолжительности активных и пассивных стадий цикла на характеристики диффузионных слоев 111
4.3.3. Влияние количества циклов подачи технологических газов на характеристики диффузионных слоев 113
4.4. Рекомендации по разработке оптимальных режимов ВНЦ 115
4.5. Выводы по главе 4 126
Глава 5. Теоретическая оценка эксплуатационных свойств поверхностных слоев деталей, упрочненных вакуумной нитроцементацией 128
5.1. Оценка прочностных свойств диффузионных слоев после вакуумной нитроцементации по сравнению с цементованными 128
5.1.1. Расчет прочности на сдвиг цементованного слоя стали ВКС-10 130
5.1.2. Расчет прочности на сдвиг нитроцементованного слоя стали ВКС-10 133
5.2. Сравнительная оценка сопротивления заеданию нитроцементованных слоев стали ВКС-10 и традиционных теплостойких сталей 140
5.3. Выводы по главе 5 145
Общие выводы и заключение 146
Список литературы 149
