дости. При этом внутренняя часть изделия сохраняет вязкость. В результате цементации изделие становится вязким и твердым. Цементации подлежат изделия из мягких сталей, содержащих не более 0,1--0,25% углерода после их окончательной механической обработки и имеющих небольшой припуск па шлифование. Толщина науглерожеиного слоя при цементации достигает 0,5- 2 мм в зависимости от условий работы детали. В процессе науглероживания содержание углерода в поверхностном цемептироваппом слое изделия повьппается до 1 - 1,2%.

Для цементации применяются вещества - карбюризаторы, содержащие и легко отдающие углерод. Карбюризаторы бывают твердые (древесный уголь, сода, углекислый барий), жидкие (расплавленные соли, богатые углеродом) и газообразные (естественный и светильный газы, продукты разложения нефти, метан).

Цементация твердым карбюризатором осуществляется в металлических япшках. При этом детали засыпаются карбюризатором. При наличии на детали мест, не подлежащих цементации, их покрывают защитными обмазками (глина, асбест) или омедняют в гальванических ваннах. Перед установкой в печь цементационные ящики закрывают крышкой и замазывают огнеупорной глиной.

Тод действием высокой температуры печи (900 - 950°С) карбюризатор разлагается, выделяя атомы углерода, который путем диффузии проникает в поверхность изделия. Углерод взаимодействует с кислородом воздуха:

20+ 02 = 2 СО.

Окись углерода при контакте с железом является неустойчивой и разлагается па двуокись углерода и атомарный углерод:

2 СО -- CO., -L с.

Атомарный углерод в момент своего зарождения обладает большой химической активностью и диффундирует в железо. В цементационном ящике, панолпенпом угольной смесью, объем газовой среды постепенно у.меньшается и передача углерода от карбюризатора в сталь постепенно замедляется. Для повышения активности процесса к мелкораздроблепному углю добавляют ак-тивизаторы -углекислый барий или соду. Длительность цементации зависит от требуемой глубины цементировап-

ного слоя и продолжается от 5 до 20 ч при средней скорости науглероживания 0,1 мм/ч. Контроль процесса осуществляют па образцах - стальных прутках, химический состав которых не отличается от состава цементируемой стали. После цементации изделие приобретает крупнозернистое строение и потому подвергается нормализации, закалке и отпуску. В результате такой термической обработки получается мелкозернистая, мягкая и вязкая структура в средних частях изделия и твердая на его поверхности.

Газовая цементация нашла широкое применение в промышленности. Преимуществами газовой цементации являются: сокращение длительности процесса в 2-3 раза, удобство и легкость регулирования количества и состава цементирующего газа, механизация процесса.

Нагрев изделий при газовой цементации осуществляется в атмосфере газообразного карбюризатора [например, генераторный газ, полученный при разложении (пиролизе) нефтепродуктов].

Ускорение процесса цементации достигается благодаря тому, что, во-первых, не требуется нагревать балласт в виде массы твердого карбюризатора и ящиков, в результате чего изделие нагревается значительно быстрее, и, во-вторых, с повышенной скоростью происходит насыщение углеродом поверхности стали. При высоких температурах газ распадается с выделением активного углерода, который науглероживает сталь. После газовой цементации изделия также подвергают закалке и низкому отпуску.

Жидкостная цементация применяется при обработке мелких деталей, когда требуется получить цементованный слой небольшой глубины не более 0,2-0,3 мм. Жидкостную цементацию производят в солевых ваннах, содержащих 75-80% углекислого натрия и 10-15% хлористого натрия с добавкой 8-10% порошка карбида кремния (карборунда).

Азотирование - процесс насыщения поверхности стального изделия азотом при получении очень высокой "оверхностпой твердости ( в= ЮОО-Ы 100). При этом внутренняя часть изделия сохраняет вязкость. Азотированию подвергают в основном легированные стали, содержащие хром, молибден, алюминий.

Перед азотированием изделия подвергают окончательной механической и термической (закалке и отпус-

ку) обработке, а после азотирования - шлифованию (на глубину до 0,05 мм). Толщина азотируемого слоя составляет 0,15-0,65 мм.

Азотирование осуществляют в нагревательной печи при температуре 500-520°С. Длительность процесса зависит от требуемой глубины азотируемого слоя и наиболее часто составляет 24-60 ч.

Детали после азотирования не подвергаются термической обработке. Твердость азотируемого слоя выше, чем твердость после цементации или закалки, что объясняется наличием в нем нитридов - химических соединений хрома, молибдена, алюминия и железа с азотом. Хрупкость азотированного слоя меньн1е, чем цементированного и закаленного. Следует отметить, что эта высокая твердость сохраняется при нагреве до 600-650°С. Кроме того, азотируемые изделия износо- и коррозион-но-устойчивы.

Цианирование стали - химико-термическая обработка, заключающаяся в одновременном насыщении стальных изделий углеродом и азотом.

При жидком цианировании применяют цианистые натрий, калий и кальций.

Основным компонентом является группа циана.

При газовом цианировании (нитроцементации) поверхность стальных изделий насыщается углеродом и азотом в газовой смеси, состоящей из 70-75% генераторного пиролизного газа и 25-30% аммиака.

Диффузионная металлизация - процесс насыщения поверхности стальных изделий металлами: алюминием, бромом, кремнием. После диффузионной металлизации стальные изделия приобретают устойчивость против разъедания щелочами, кислотами и другими химическими веществами, а также против окалинообразовапия.

Ллитпрование представляет собой процесс насыщения поверхности стали алюминием для повышения жаростойкости.

Хромирование - насыщение поверхности стали хро-мо.м для повышения поверхиостной твердости, износостойкости и жаростойкости. Хромированию подвергают шейки валов центробежных насосов, напильники, ножовки.

Сульфиннровапие -- насыщение поверхности ст&ль-пых изделий серой и а:ютом па глубину 0,2 -0,3 мм пу-

тем haipcba в расплавленных серо-азотистых солях. Сульфинированные изделия хорошо выдерживают длительное трение.

§ 8. ПРЕДОХРАНЕНИЕ .МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

Основные виды коррозии и их краткая характеристика. Коррозией называется разрушение металлов химическими пли электрохимическими процессами.

При эксплуатации пожарно-технического вооружения приходится уделять большое внимание борьбе с коррозией, так как она приводит к преждевременному выходу из строя пожарных насосов, цистерн, пенобаков, автомобильных двигателей, водопроводной арматуры. Кроме того, коррозия может привести к уменьшению прочности корпусов пенных огнетунштелей, образованию отверстий в корпусе противогаза или регенеративного патрона.

Коррозия бывает химическая и электрохимическая. К первой группе относятся процессы непосредственного химического взаимодействия между металлом и средой. Вторую группу составляют коррозионные процессы, в основе которых лежат электрохимические реакции.

На скорость образования коррозии влияют внутренние и внепптие факторы. Внутренние факторы -это состояние поверхности, состав и структура корродирую-hiero металла, а внешние - окружающая среда и ее ак- тивность.

На скорость коррозии большое влияние оказывают впутпенпис паппяжспия. остаюпшеся в металле посте его обработки. Они ухудпшют его коррозионную устойчивость, сдвигая потенниал металлов в отрицательном направлении, и часто приводят к наиболее опасному виду коррозии - межкристяллитной коррозии.

Знакопеременные нагрузки вызывают усталость металла и образование трепшп. это также ускоряет коррозию.

Химическая коррозия протекает слелуюп1им образом: кислород, соприкасаясь с поверхностью металла, вступает с ним во взаимодействие, и на поверхности образуется пленка окислов Дальпейпюс увеличение размера пленки при таком механизме коррозии будет зависеть от возможности диффузии кислорода или металла через эту защитную пленку.

в одних случаях диффузия происходит, и пленки увеличиваются (например, у черных металлов), а в других случаях диффузия невозможна, и рост пленки не происходит (например, на алюминии).

Примером химической коррозии может служить газовая коррозия, при которой железоуглеродистые сплавы обезуглероживаются. Если на черные металлы действуют газы, содержащие окислители или водород и его соединения, то на новсрхпостн металла происходит реакция между углеродом и этими газами, в результате чего поверхностный слой обедняется углеродом. Кроме того, выделяющиеся при реакции газы нарушают целостность поверхностного слоя металла, снижая его защитные свойства.

При газовой коррозии чугуна вследствие проникания газов в глубину металла и окисления его происходит так1азываемый «рост» чугуна. Окислы занимают больший объем, чем тот металл, из которого они образовались, в результате чего на изделии появляются многочисленные мелкие трещины. При этом механические свойства чугуна резко снижаются. Появлению газовой коррозии способствует в основном попеременное нагревание и охлаждение чугуна.

В пожарных автомобилях в результате газовой коррозии под воздействием выхлопных газов разрушаются металлические трубы систем выхлопа и обогрева.

К химической коррозии относится коррозия в жидких диэлектриках (бензин, керосин). Примером может служить коррозия стенок резервуаров с нефтепродуктами, коррозия топливной аппаратуры (бензобака, бснзо-прово,дов) в двигателях пожарных автомобилей и мотопомп.

Электрохимическая коррозия. Электрохимическая коррозия происходит при взаимодействии металлов с водой и растворенными в ней веществами. При погружении металла в раствор соли этот процесс протекает значительно быстрее, причем активные металлы заряжаются в растворах своих солей отрицательно (выделяют в растворы ионы), а менее активные-положительно (принимают ионы из соли). Поэтому металлы, погруженные в воду или раствор соли, приобретают электрический потенциал, и, если соединить их проводником, между металлами пойдет электрический ток.

В технике применяют металлы, имеющие различные примеси и вследствие этого неоднородную структуру. Каждый компонент, входящий в состав металла, имеет разный потенциал. При попадании влаги па поверхность металла из-за разности потенциалов металла и его примесей появляются микроскопические гальванические па ры, между которыми начинается процесс электрической диссоциации. В результате этого металл с поверхности разрушается.

Процесс растворения металла при электрохимической коррозии носит название анодного процесса, так как .металл, выделяющий в раствор ионы, является анодом, а второй металл - катодом.

Причиной коррозии алюминия и железа может служить их контакт с менее активным металлом медью. Такую же роль, как медь, играют различные примеси, содержащиеся в технических металлах и обусловливающие их коррозию. Например, при исследовании под микроскопом обыкновенной стали оказывается, что она состоит из мелких зерен чистого железа, тесно перемептнных с зернами карбида железа-цементита РбзС и других примесей. Получается бесконечное множество гальванических пар, в которых зерна цементита играют роль положительных, а зерна железа - отрицательных электродов. При соприкосново1ши электродов с влажным воздухом образуются гальванические токи, вызывающие коррозию стали.

Защита металлов от коррозии. Убытки, причиняемые коррозией металлов, огромны. Вычислено, например, что вследствие коррозии ежегодно гибнет 10% всей мировой добычи железа, а 60% металла переплавляются в печах из-за порчи металлических изделий. Поэтому изучению коррозии и отысканиго способов ее предотвращения уделяется очень много внимания.

Рассмотрим ocFionnbic методы защиты металлов от коррозии, наиболее часто применяемые в пожарной технике.

Облицовка нержавеющими металлами. Облицовка - это устройство защитной рубашки из нержавеющего сплава. Например, при защите валов центробежных насосов рубашку делают из двух листов нержавеющей ста-ли- То место, где должна быть поставлена рубашка, обтачивают, затем листы загибают по форме образовавшейся шейки. Одну половину рубашки ставят !иа шпон-