шают толщину хромированного
слоя (рис. 71). Это объясняется, с одной стороны, тем, что диффузионная
подвижность хрома в а-фазе значительно выше, чем в
<у-фазе, а с другой стороны увеличением начальной
концентрации хрома в случае легирования стали Ti, Мо, W, Сг, Si [14].
Большинство легирующих элементов уменьшают толщину промежуточного
слоя у стали с низким и средним содержанием углерода [14]. Ускорение
диффузии возможно и врезультате связывания углерода в
карбиды.
При высоком содержании (более
1—2%) в низкоуглеродистой (0,06% С) стали таких легирующих элементов, как
Nb, Ti, V наряду с a-фазой в хромированном слое могут образовываться
интерметаллйческие соединения FeaNb и Fe2Ti. Это
приводит к обеднению твердого раствора a-легирующими
элементами.
Для деталей, работающих в
агрессивных средах, хромированный слой должен состоять из а-фазы и иметь
толщину 0,1—0,15 мм. Для деталей, работающих в условиях сильного износа и
коррозии, рекомендуется'карбидный слой толщиной 0,025—0,03
мм.
Наиболее широко применяют
газовый метод диффузионного хромирования, осуществляемый контактным
способом (в порошках), содержащих хром (феррохром) и активные добавки
в виде галогенидов аммония. Простота метода способствует его широкому
применению.
Перспективными также являются
газовый метод хромирования в средах Н2 + НС1, Н2 ■+
HF, CrCl2 -f Н2 и циркуляционный метод, при котором
перенос диффундирующего элемента на обрабатываемую поверхность
осуществляется в замкнутом газопроводе с регулируемым перепадом
температур. Это позволяет восстанавливать газовую среду за счет обратимых
химических реакций и многократно использовать ее в течение всего
технологического цикла.
Наилучшей средой для
осуществления газового хромирования циркуляционным методом является
иодид хрома Сг12.
Разработан ряд других методов
хромирования [14], например в аэрозолях, газовое хромирование при
индукционном нагреве, хромирование в обмазках при контактном или
индукционном нагреве.
Карбидный слой хромированной
стали обладает высокой твердостью (HV
1200—1300). Твердость слоя у хромированного железа и
низкоуглеродистых сталей 08, 10 (а-фаза) составляет HV 150—300.
Хромирование существенно не
изменяет механические свойства при статическом растяжении, повышает
предел выносливости при комнатной и повышенной температуре гладких
образцов. Это связано с образованием в диффузионном слое остаточных
напряжений сжатия. Однако с увеличением толщины карбидного слоя до
0,03—0,05 мм предел выносливости гладких образцов может снижаться. При
наличии концентраторов напряжений предел выносливости после хромирования
всегда возрастает.
Диффузионное насыщение хромом
уменьшает скорость ползучести стали и увеличивает сопротивление
термическим ударам [14]. Хромирование до 800—900° С обеспечивает высокую
жаростойкость как обычных конструкционных сталей, так и аустенитных.
Жаростойкость низкоуглеродистой хромированной стали при 700—900° С такая
же, как у стали 12Х18Н10Т. Легирующие элементы (Мп, V, Nb), и особенно Ti (0,96%), повышают
жаростойкость [16]. С течением времени окалиностойкость уменьшается в
результате рассасывания слоя, вызванного диффузией хрома из слоя к
сердцевине изделия.
Разработаны составы специальных
листовых сталей для хромирования, содержащих <0,08% С и 0,7—0,95%
Nb или 0,65—0,9% Ti [16].
Благодаря высокой концентрации
хрома диффузионный слой обладает хорошей сопротивляемостью коррозии *
в атмосфере (в том числе в морской), перегретом паре, сернистых
газах, органических кислотах (винной, уксусной, лимонной и т. д.), азотной
кислоте, щелочах и других средах. Хромированный слой устойчив в
жидких металлах (Pb, Zn, Al). В таких средах, как солянаи и серная
кислота, хромированный слой неустойчив.
