Pagina documente » Politehnica » Cresterea performantelor angrenajelor conice prin nitrurare ionica din 40C10

Despre lucrare

lucrare-licenta-cresterea-performantelor-angrenajelor-conice-prin-nitrurare-ionica-din-40c10
Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.
lucrare-licenta-cresterea-performantelor-angrenajelor-conice-prin-nitrurare-ionica-din-40c10


Cuprins

CAP. 1. ASPECTE TEORETICE CU PRIVIRE LA TRATAMENTELE TERMOCHIMICE 5
1.1. Principii generale...........5
1.2. Procese fizice si fizico - chimice care au loc la cementarea produselor metalice........7
1.3. Parametrii termodinamici ai produselor de transfer de masa care au loc la cementarea produselor metalice...........10
1.4. Parametrii cinetici ai proceselor de transfer de masa care au loc
la cementarea produselor metalice 17
1.5. Distributia elementului de cementare pe adincimea
stratului cementat.......24
CAP. 2. ASPECTE TEORETICE CU PRIVIRE
LA NITRURAREA IONICA.26
2.1. Obiectivele aplicarii si clasificarea procedeelor de nitrurare26
2.2. Oteluri si fonte utilizate pentru nitrurare.........27
2.3. Proprietatile obtinute dupa nitrurare..............31
2.4. Defecte de nitrurare si prevenirea lor..............32
CAP. 3. NITRURAREA IONICA, PROCEDEU DE DURIFICARE SUPERFICIALA FARA DEFORMATII A ROTILOR DINTATE...34
3.1. Principiul nitrurarii in cimp electrostatic sub actiunea descarcarilor
in gaze.......34
3.2. Mecanismul nitrurarii ionice prin descarcare luminescenta37
3.3. Structura straturilor nitrurate ionic ..............40
3.4. Influenta factorilor electrici, geometrici, chimici si descarcarii precum
si a compozitiei chimice a otelului asupra cineticii si morfologiei straturilor nitrurate....43
3.5. Proprietatile mecanice ale straturilor ionitrurate.............51
3.6 Materiale si metodica de experimentare..........52
3.7. Rezultatele obtinute si interpretarea lor.........54
CONCLUZII......61
BIBLIOGRAFIE

EXTRAS DIN DOCUMENT

? ?

CAP. 1. ASPECTE TEORETICE CU PRIVIRE LA TRATAMENTELE TERMOCHIMICE

1.1. Principii generale

Tratamentele termochimice, pe langa modificarile de structura urmaresc si modificari ale compozitiei chimice in straturile superficiale. În urma tratamentelor termochimice se schimba starea de tensiuni si proprietatile straturilor superficiale ale produselor, se obtine o diferenta de structuri si proprietati intre straturile superficiale si miezul produselor. Aceasta diferenta de proprietati, intre suprafata si centrul pieselor, poate fi accentuata, pentru majoritatea tratamentelor termochimice, prin aplicarea ulterioara a unor tratamente termice, fata de care, cele doua zone se comporta diferit.

Tratamentele termochimice se aplica in scopul cresterii duritatii superficiale, a rezistentei la uzura, a rezistentei la oboseala si pentru prevenirea actiunii mediilor inconjuratoare la temperatura obijnuita si inalta (rezistenta la coroziune), cu mentinerea la valori ridicate a caracteristicilor de plasticitate si tenacitate ale miezului produselor.

Tratamentele termochimice se aplica metalelor (Ti, Mo, W, Nb, Ta, s.a.), fontelor, otelurilor si aliajelor neferoase (Cu-Al). Elementele care difuzeaza pot fi metale sau nemetale.

În timpul tratamentelor termochimice se desfasoara procese fizico-chimice, cele mai importante fiind prezentate in figura 1.

Adancimea stratului tratat este in functie de temperatura (fig. 2.a.) de durata (figura 2b), concentratia mediului (fig. 2c), si de calitatea materialului.

Fig. 2. Adancimea stratului de difuzie in functie de temperatura (a), durata (b), concentratie (c)

1.2. Procese fizice si fizico – chimice care au loc la cementarea produselor metalice

Mediile controlate utilizate in practica tratamentelor termochimice pot fi gazoase (atmosfere controlate), lichide (topituri de saruri sau aliaje metalice) sau solide (materiale granulate sau pulverulente). Dintre acestea, atmosferele controlate au cea mai mare importanta atat teoretica, cat si practica, datorita faptului ca in primul rand au cea mai larga utilizare, iar in al doilea rand, reactiile care stau la baza producerii si utilizarii lor include pe cele care au loc in timpul incalzirii in medii lichide sau solide.

Un tratament termochimic este caracterizat printr-o complexitate de procese, a caror interactiune are drept rezultat modificarea compozitiei chimice a materialului din straturile superficiale ale produsului. Aceste fenomene sunt urmatoarele:

a. Procese de interactiune intre componentele mediului. Aceste procese sunt constituite din reactiile care au loc la temperatura respectiva intre componentele mediului, cu sau fara participarea materialului metalic. Prin realizarea echilibrului termodinamic, aceste reactii conduc la crearea unui disponibil al elementului care constituie obiectul cementarii, caracterizat prin valoarea potentialului termodinamic ? al acestuia. Corespunzator potentialului termodinamic, va exista in mediul de cementare la interfata gaz – metal o concentratie a elementului de cementare Cech, a carei valoare, in functie de concentratia elementului in suprafata produsului Cs, determina sensul de deplasare al fluxului de masa, de la mediu spre produs sau invers.

b. Procese de transfer de masa in mediul de cementare. Aceste procese sunt determinate pe de o parte de circulatia mediului in spatiul de reactie (in special in medii lichide si gazoase) si pe de alta parte de difuziunea provocata de gradientul dintre circulatia rezultata la interfata gaz – metal si concentratia din restul spatiului de lucru.

Intensitatea cu care se desfasoara aceste procese se poate evalua cu ajutorul coeficientului de transfer de masa ? [cm/s].

c. Procese de transfer de masa intre mediul de cementare si materialul metalic din suprafata produsului. Aceste procese se realizeaza sub actiunea unei forte motrice reprezentata prin diferenta dintre concentratia de echilibru corespunzatoare potentialului termodinamic al mediului Cech si concentratia in elementul respectiv a materialului metalic din suprafata produsului Cs. Afectand numai straturile atomice de la suprafata produsului, in functie de directia in care se deplaseaza fluxul de masa, acest fenomen se numeste adsorbtie (de la mediu la metal cand Cech>Cs) sau desorbtie (de la metal la mediu cand Cechd. Procese de transfer de masa in metal. Aceste fenomene cuprind in special difuziunea elementului adsorbit sub influenta diferentei de concentratie Cs-Co (Co – concentratia initiala in elementul de cementare al materialului metalic), avand ca efect formarea stratului cementat. În functie de conditiile in care se desfasoara procesul, difuziunea elementului de cementare poate fi insotita de difuziunea celorlalte elemente care intra in compozitia materialului (autodifuziunea fierului sau difuziunea elementelor de aliere).

Intensitatea proceselor de transfer de masa in metal se exprima cantitativ prin valoarea coeficientului de difuziune al elementului de cementare in matricea de baza D.

Transferul de masa dintre mediul de cementare si suprafata metalului, prin similitudine cu transferul de caldura se poate exprima prin ecuatia:

jext = - k1* (Cech – Cs); (1)

unde:

jext este fluxul exterior de masa, de la mediu la suprafata metalului;

k1* - constanta globala a vitezei reactiilor care au loc in gaz si la interfata gaz – metal;

Cech - concentratia de echilibru a elementului de cementare in solutia solida corespunzatoare potentialului termodinamic al fazei gazoase;

Cs - concentratia elementului de cementare in suprafata.

Transferul de atomi (masa) de la suprafata piesei supusa cementarii spre interior se desfasoara conform relatiei:

jint = k2* (Cs – Co), (2)