Цементация: Разлика между версии

Детайлите се загряват в [[пещ (индустриална)|пещи]] до температури, съответстващи на долната зона на [[аустенит]]ната област (880 – 950 [[градус Целзий|°C]]). Задържат се в продължение на около 1 час за пълно прогряване и още няколко часа за дифузионното насищане. Обикновено дълбочината на цементирания слой е 1 mm, но може да варира от 0,5 до 1,5 mm. Следва закаляване, при което навъглероденият [[аустенит]] се превръща в [[мартензит]]. За снемане на вътрешните напрежения детайлите се подлагат на нискотемпературно отвръщане (180 – 200  °C).

; 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 mm/h. Така за слой от 1 mm са необходими около 10 часа.

; Течна цементация

; Газова цементация

Днес е 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 нарастване 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 критичната температура на фазово превръщане A₃.

* Увеличена повърхностна твърдост

* Увеличена износоустойчивост

* Увеличена контактна якост

* Увеличена якост на опън

* Увеличено съдържание на въглерод в повърхността

На цементация се подлагат много видове [[машиностроене|машиностроителни]] детайли като: [[ос]]и и [[Вал (машинен детайл)|валвалове]]ове, [[зъбно колело|зъбни колела]], [[пиньон]]и, [[ролка|ролки]] и други, които работят в условия на повишено [[триене]].