Цементация: Разлика между версии

'''Твърда цементация''': Това е най-старият метод за повърхностно навъглеродяване. Детайлите се подреждат в херметически затворени стоманени кутии, запълнени от всички страни с [[графит]], [[кокс]] или [[дървени въглища]]. Цементацията се извършва в пещи при температура 950°C. Процесът се води в бедна на кислород среда, при която се извършва дисоциация на въглеродния оксид 2CO → C + CO₂. Свободният въглероден атом дифундира в кристалната решетка на желязото. Дифузионният процес е бавен, около 0,1 мм/час. Така за слой от 1 мм са необходими около 10 часа.

'''Течна цементация:''' Детайлите се потапят във вани с разтопени соли, съдържащи [[цианид|циан]]. Постига се едновременно насищане с въглерод и азот от циановия анион [:C≡N:]. Използван в миналото, днес методът е отхвърлен поради своята [[токсикология|токсичност]].

'''Газова цементация:''' Днес най-използваният метод. Прилага се както в камерни, така и в шахтови пещи с нагрят въздух или друг газ, наситен с [[въглеводород]]и. Обикновено това е технически [[пропан]]-[[бутан]], но може да се използва [[метан]] или [[ацетилен]]. Цементацията се извършва при температури от 900 до 920°C и процесът е двойно по-кратък в сравнение с твърдата цементация. Съществува тенденция за повишаване на температурата за съкращаване на времето. Прекомерното повишаване на температурата обаче води до нарстваненарастване размера на зърното (неблагоприятен фактор, който се отстранява с двойно закаляване).

Нисковъглеродната стомана (до 0,3 % въглерод) при стайна температура представлява α-желязо с обемно-центрирана [[кристална решетка]] (ОЦК), която разтваря въглерод в минимални количества. За да разтвори повече въглерод, трябва да нагреем над температурата на фазово превръщане, когато α-Fe ([[ферит]]) се превръща в γ-Fe ([[аустенит]]) със стенно-центрирана кристална решетка (СЦК). Критичната температура на [[фазово превръщане]] от ОЦК в СЦК за чистото желязо е 911°C, но намалява с увеличаване на съдържанието на въглерод и пада до 727°C за евтектоидните стомани (с 0,8 % въглерод) и на [[Диаграма на състоянието Fe-C|Желязо-въглеродната диаграма]] се отбелязва с линията '''GS'''. За разглежданите нисковъглеродни стомани (0,1 – 0,3 % С), които се подлагат на цементация, тези температури на [[фазов преход]] са в диапазона 890 – 870°C. Наличието на легиращи елементи като [[хром]], [[никел]], [[манган]] разширяват аустенитната област, т.е. понижават критечнатакритичната температура на фазово превръщане A₃.

Намирайки ссе в аустенитната област, γ-желязото поема въглеродни атоми, като образува [[твърд разтвор]] на внедряване, т.е въглеродът не измества атомите на желязото от техните места, а се внедрява в празните пространства на стенно-центрираната кристална решетка.

Цементираните детайли имат висока повърхностна твърдост, докато ядротосърцевината остава жилавожилава.