Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ условий работы пластин прямоточных клапанов и методы повышения усталостной прочности сталей 6
1.1. Особенности конструкции и работы поршневых компрессоров 6
1.2. Усталостные процессы в клапанных пластинах при циклическом нагружении 13
1.3. Методы повышения усталостной прочности стальных изделий 20
1.4. Выводы. Направление исследования 35
Глава 2. Разработка неразрушающего метода определения усталостной прочности клапанной ленты 36
2.1. Анализ взаимосвязи между магнитными и усталостными характеристиками стали 36
2.2. Вихретоковый метод определения усталостных свойств ферромагнетиков 42
2.3. Учет нелинейности магнитоупругих явлений при циклическом испытании 52
Глава 3. Экспериментальные исследования усталостных свойств клапанной ленты 57
3.1. Контроль качества клапанной ленты на электроиндуктивном дефектоскопе 57
3.2. Определение циклической выносливости металла на плоских образцах вихретоковым методом 65
3.3. Контроль качества клапанной ленты из сталей Х15Н9Ю 74
Глава 4. Повышение усталостной прочности пластин прямоточных клапанов нитроцементацией 89
4.1. Разработка среды для низкотемпературной нитроцементации клапанных сталей 89
4.2. Особенности структуры нитроцементованных слоев сталей Х15Н9ЮиУ8А 107
4.3. Влияние нитроцементации на усталостные свойства клапанных пластин из сталей XI5Н9Ю и У8А 120
Общие выводы 139
Библиографический список 141
- Усталостные процессы в клапанных пластинах при циклическом нагружении
- Вихретоковый метод определения усталостных свойств ферромагнетиков
- Определение циклической выносливости металла на плоских образцах вихретоковым методом
- Особенности структуры нитроцементованных слоев сталей Х15Н9ЮиУ8А
Введение к работе
Поршневые компрессоры широко применяются во всех отраслях народного хозяйства, в частности в атомной энергетике. На Курской АЭС, например, используется около тысячи компрессорных установок, которые производят сжатый воздух для привода управляющих и транспортирующих устройств, а также для вспомогательных целей.
Не смотря на многообразие марок и конструкций поршневых компрессоров все они имеют практически одинаковые основные агрегаты (цилиндры, поршни, коленчатые валы и др.) Одними из главных агрегатов компрессоров являются клапаны - всасывающие и нагнетательные. От качества работы клапанов зависят многие характеристики компрессоров, а самое главное- затраты на выработку сжатого воздуха.
В последнее время в компрессоростроении все больше начинают внедряться прямоточные клапаны. Эти клапаны обеспечивают наименьшие потери при работе компрессоров, за счет того, что имеют большое проходное сечение и тонкие упругие элементы (пластины), для отжатия которых требуется небольшое усилие.
Как свидетельствует опыт эксплуатации компрессоров, прямоточные клапаны, по сравнению с клапанами других конструкций (тарельчатыми, пластинчатыми и т.п.), повышают подачу воздуха, снижают расход электроэнергии, уменьшают шум при работе компрессора и создают условия для более длительной работы компрессора.
Главным недостатком, ограничивающим широкое использование прямоточных клапанов, является их недостаточно высокая надежность, обусловленная тем, что в каждом из таких клапанов установлено большое количество упругих элементов (пластин), которые не обладают равнопрочностью. Разница в сроках службы отдельных пластин в одном клапане может достигать 300%, а при поломке даже одной пластины клапан становится неработоспособным.
Пластины прямоточных клапанов работают в режиме повторно-силового нагружения и подвержены усталостному разрушению. Исследование усталостных процессов, происходящих в материале пластин, и повышение их усталостной прочности является весьма актуальной задачей, решение которой позволит значительно повысить надежность работы воздушных компрессоров.
Одним из современных прогрессивных методов повышения усталостной прочности сталей является химико- термическая обработка, в частности низкотемпературная нитроцементация. Нитроцементация значительно повышает твердость, износостойкость и усталостную прочность стали. Однако, влияние нитроцементации на усталостные свойства стали, в частности тонких сечений, изучено недостаточно. Нет ясности в взаимосвязи степени насыщениия стали азотом и углеродом с усталостными характеристиками нитроцементованных слоев, не ясна роль структуры нитроцементованного слоя в определении уровня усталости материала.
Изучение этих и некоторых других вопросов, связанных с усталостью тонких нитроцементованных пластин, а также вопросов связанных с надежностью прямоточных клапанов воздушных компрессоров весьма актуально. Работы в этом направлении позволят внести заметный вклад в решение важной народнохозяйственной задачи.
Усталостные процессы в клапанных пластинах при циклическом нагружении
В материалах многих деталей машин под действием знакопеременных нагрузок, при которых они работают, возникают знакопеременные напряжения и деформации. В результате действия таких наряжений может произойти разрушение этих деталей. Такое явление называется усталостью металла, а способность его сопротивляться действию знакопеременных нагрузок - выносливостью.
Отличительной чертой усталости является тот факт, что усталостное повреждение возникает обычно при напряжениях заметно ниже предела текучести материала, определенного при статическом нагужении, и не сопровождается какими-либо видимыми признаками (изменением формы или размеров детали). Усталостное разрушение происходит внезапно, катастрофически быстро, часто являясь причиной аварий.
К настоящему времени нет общепринятой единой теории усталости, однако есть распространенное мнение [5,6], что усталостное разрушение, как и любой другой вид разрушения, является результатом поглощения критическим объемом металла предельной для его кристаллической решетки энергии. Единственным отличием циклического и квазистатического нагружения является то, что в первом случае к металлу подводится определенное количество энергии за каждый цикл, а во втором случае подводимая энергия непрерывно возрастает. Различие в механизмах рассеяния энергии не влияет на величину удельной энергии разрушения [7].
В зависимости от амплитуды напряжений при циклическом нагружении могут быть реализованы различные механизмы поглощения энергии металлом. Область чистой или многоцикловой усталости охватывает диапазон относительно небольших амплитуд напряжений, при действии которых проводимая энергия в первые циклы нагружения может рассбеиваться в металле без накопления повреждений. Однако, в настоящее время имеется ряд экспериментальных работ [8,9,10], в которых показано, что в области многоцикловой усталости повреждения начинаются с первого цикла нагружения, поэтому можно говорить, что рассмотрена область ограниченной усталости или выносливости.
Разрушение образцов в названной области циклических напряжений начинается после ограниченного числа циклов (10 ...10 ) и не сопровождается пластической деформацией до разрушения Nr увеличивается, когда амплитуда периодического напряжения т уменьшается.
Первый период усталости металла связан, в основном, с " локальной пластической деформацией очень тонкого (порядка нескольких зерен) поверхностного слоя. При этом наблюдается упрочнение металла за счет развития ячеистой дислокационной структуры поверхностных слоев металла и образования дислокационных полей (дислокаций противоположных знаков). Это явление называется циклическим наклепом[11].
Образование диполей создает предпосылки для образования зародышей усталостных трещин. Известно, что движение винтовой дислокации с туннельным диполем затруднено и такая дислокация образует «порог». Он сдерживает дислокации движущиеся по плоскости скольжения от источника Франки-Рида, возбуждаемого циклическими напряжениями. Под действием большого количества (лавины) дислокаций, образующихся при достаточно длительном действии циклических нагрузок, диполь, находящийся в поверхностном слое металла, выталкивается на поверхность или разрывается. При этом образуется повреждение в виде субмикроскопической трещины или поры - зародыш усталостного повреждения. На этом заканчивается первый период усталостного разрушения металла.
Во втором периоде усталостного разрушения подводимая извне энергия расходуется на развитие и рост локальных повреждений до размеров микротрещин, пронизывающих зерна металла. Этот этап развития усталости характеризуется разрыхлением кристаллической решетки и образованием грубых полос скольжения, так называемых линий Чернова - Людерса, которые свидетельствуют об образовании в металле свободных поверхностей (процесс разупрочнения) [10].
Третий период усталости характеризуется ростом микротрещины с интенсивным пластическим течением металла в ее устье. Разрушение наступает, когда усталостная трещина достигает критического размера и концентрация напряжений на ее вершине достигает предела прочности металла. После этого деталь обычно разрушается, образуя хрупкий излом.
Развитие процессов усталости, по представлениям B.C. Ивановой [6,7,12] рассматривается как неравновесный фазовый переход со сменой диссипативных структур в точках бифуркации. Первый период усталостного разрушения, составляющий 5...7% от общей долговечности циклически нагруженной детали, характеризуется эволюцией дислокационной структуры в : локальных поверхностных объемах металла, приводящей к образованию «квазиаморфных» структур. В таких локальных объемах возникают условия несабильной прочности, что приводит к возникновению усталостных трещин. Усталостные трещины продвигаются в металле по механизмам сдвига или отрыва, о чем свидетельствуют результаты фрактографических исследований усталостных изломов [12].
По данным [15], при многоцикловой усталости примерно 90% от общей долговечности детали ее металл работает с трещиной. Способность материала противостоять движению этой трещины под нагрузкой характеризуется трещиностойкостью, которая наряду с пределом усталости является важнейшим показателем усталостной прочности метала.
Наибольшее напряжение, которое выдерживает металл без разушения при повторении заданного числа циклов переменных нагрузок называют пределом выносливости. Для сталей, имеющих физический предел текучести, база циклов принимается равной 107 цикла. Предел выносливости стали обычно определяют по результатам испытаний стандартных образцов при различных циклических нагрузках.
Предел усталости стали — структурночувствительная характеристика. Изучение влияния структуры, в частности размера зерна, на циклическую прочность стали началось достаточно давно. Уже в первых работах, в начале прошлого века, было обнаружено, что предел усталости стали возрастает с уменьшением размера зерна. Было показано [5], что при испытании стали на чистый изгиб с вращением, предел усталости определяется величиной ферритного зерна в структуре поверхностных слоев стали, причем, чем меньше в стали содержится углерода, тем заметнее это влияние. В стали с содержанием углерода 0,2% уменьшение размеров ферритных зерен в два раза приводит к повышению усталостной прочности на 22,7%, в стали с содержанием углерода 0,45% такое же уменьшение размеров зерен феррита повышает усталостную прочность на 18%, а в стали с 0,75% углерода - на 6%.
При изучении влияния ферритной составляющей в структуре закаленной стали на ее усталостные свойства установлено [10], что это влияние имеет двойственный характер. Ферритное зерно, из-за малой прочности феррита, представляет слабое место в мартенситной структуре, вокруг которого концентрируются отрывные напряжения, возникающие в поверхностной зоне стального изделия при циклическом нагружении.
Уровень этих напряжений может существенно превосходить предел текучести феррита В то же время в ферритных зернах, окруженных прочной мартенситной матрицей, отсутствуют условия для пластического течения и их деформирование регламентируется деформацией мартенситного каркаса. Таким образом, единственной формой релаксации напряжений является растрескивание, которое возникает тем быстрее, чем больше размер ферритного включения.
Вихретоковый метод определения усталостных свойств ферромагнетиков
Вихретоковый метод определения усталостных характеристик ферромагнитных материалов основан на анализе значений амплитуд и фаз электродвижущей силы, индуцируемой во вторичной обмотке вихретокового датчика, эти характеристики зависят от магнитных свойств исследуемого образца, являющегося сердечником этого датчика.
Исследование осцилляции амплитуд гармоник ЭДС вихретокового датчика показало, что минимум на характеристике (Hk) не является случайным значением для данного образца, а связан определенным образом с магнитной текстурой. Как было сказано выше, при включении внешнего поля Н в ферромагнетике происходит перераспределение магнитных моментов элементарных областей и появляется результатирующая намагниченность. Изменение намагниченности зависит от объема домена и угла поворота вектора J. Величина этой намагниченности определяется выражением:
Первое слагаемое представляет собой рост объемов доменов с энергетически выгодным направлением намагниченности по отношению к полю Н за счет соседних областей с менее выгодной ориентацией векторов спонтанного намагничивания Js (т.н. процесс смещения).
Второе слагаемое выражает изменение спонтанной намагниченности отдельных доменов, происходящее путем поворота вектора Js в направлении поля (процесс вращения). Каждый из этих процессов преобладает в различных участках кривой намагничивания, что является причиной ее нелинейности (см. рис. 2.2). Домены с одинаковой ориентации Js образуют так называемые магнитные фазы, между которыми возможны два типа соседства: антипараллельные (блоховские) соседства, направления намагниченности в которых отличаются на 180 и 90-градусные (беккеровские) соседства.
Переход от одной магнитной фазы к другой должен удовлетворять условию минимума свободной энергии ферромагнетика, определяющейся энергией кристаллографической магнитной анизотропией , магнитоупругой энергией Еа и энергией внешнего магнитного поля Ен [53]. Если пренебречь энергией магнитной анизотропии, так как она обычно мала по сравнению с другими факторами, то вектор Js займет устойчивое положение в направлении легкого намагничивания, которое будет определяться минимумом энергий ЕаиЕн. где у - угол между направлением поля Н и вектора спонтанного намагничивания домена JS.
Из приведенных выражений видно, что магнитоупругая энергия обязана своим существованием явлению магнитострикции, поэтому характер ее изменения будет зависеть от величины и знака константы магнитострикции. Если Xs 0 и а 0, как в случае растяжения железа, то энергия будет иметь минимальное значение при Q = 0, т.е. домены устойчивы, когда вектор Js параллелен действию растягивающих напряжений а. Вследствие этого намагниченность такого материала возрастает при растяжении и уменьшается при сжатии. Зависимость намагниченности железа от а можно получит, рассматривая магнитную энергию как функцию угла, определяющего направление вектора Js относительно действия механического напряжения, при условии, что Еа» Ек. Таким образом, изменение намагниченности ферромагнетика при указанных условиях будет происходить только за счет вращения вектора спонтанной намагниченности доменов.
Магнитное состояние материала, работающего в режиме переменного намагничивания при периодическом изменении поля от положительного до отрицательного амплитудного значения, пробегает заметную петлю гистерезиса. Форма динамической петли при одинаковых наибольших значениях индукции (или напряженности поля) различна при синусоидальности В и при синусоидальности Н, поэтому при проведении магнитных измерений на переменном токе следует учитывать условия намагничивания ферромагнетика.
Под действием упругих напряжений изменяется не только магнитная проницаемость как таковая, но и другие магнитные характеристики ферромагнетика, а также форма и площадь петли гистерезиса. Неоднократно делались попытки проводить анализ механических свойств ферромагнетиков путем изучения ряда параметров индуктируемых вторичных ЭДС сигнала индукционного датчика (таких как амплитуды Ак и фазы /), полученных в результате разложения сигнала в гармонический ряд, эквивалентно определению параметров петли гистерезиса, являющейся наиболее полной суммарной характеристикой магнитного состояния ферромагнитного материала.
Результатом этой работы является важное заключение о том, что метод высших гармоник позволяет проводить анализ магнитоупругих явлений по двум признакам: 1) по характеру спектра, т.е. по порядку расположения гармоник с учетом их эффективных значений; 2) по изменению значений отдельной гармоники.
Обоснование использования высших гармоник для измерения напряжений в ферромагнетиках было дано в работах [6, 7]. Петля гистерезиса разлагается в ряд Фурье и вычисляются коэффициенты ряда. Значения гармоник зависят от остаточной индукции в ферромагнетике: где v - релеевская постоянная, струкутрно-чувствительная характеристика.
Для получения сигнала и выделения высших гармоник используется схема с датчиком вихревых токов и фильтром на измеряемую частоту. При этом, как показано в названных выше работах, для магнитожестких сталей под действием механических напряжений амплитуда 1-й гармоники изменяется на 8... 10%, амплитуда 3-й при тех же режимах нагружения - в 2...3 раза. Таким образом, чувствительность этой гармоники оказалась в несколько раз выше.
Определение циклической выносливости металла на плоских образцах вихретоковым методом
В Курской государственной сельскохозяйственной академии разработан и стандартизирован Госгортехнадзором неразрушающий метод определения усталостных свойств металлических материалов по изменению их магнитных характеристик при циклическом нагружении [67]. На основе этих исследований разработан метод определения усталостных характеристик ферромагнитных материалов на плоских образцах, так как для получения достоверных результатов важен вид испытуемых элементов. Такие элементы обычно подразделяют на две группы: образцы и детали [1]. По большей части для усталостных испытаний используются образцы, т.е. элементы, имеющие достаточно простую форму, часто стандартизированную, имеющую малые размры и тщательно обработанную поверхность. Целью упрощенной формы является повышение идентичности изготовленных образцов, и получение сравнимых результатов при испытаниях. С другой стороны, форма образца должна давать возможность воспроизводить по возможности наиболее точно физико-механические процессы, происходящие в соответствующих деталях при циклическом нагружении. Исходя из этих соображений, были разработаны образцы для усталостных испытаний, воспроизводящие, по нашему мнению, работу клапанных пластин прямоточных клапанов. Образец для усталостных испытаний (см. 3.4) представляет собой тонкую пластину, которая имеет широкий участок (участок для зажима), переходный участок, выполненный в виде галтели с плавающими обводами, и рабочую часть.
Рабочая часть имеет форму равнобедренного треугольника с площадкой на вершине, к которой прикладывается нагрузка Р. На рисунке представлена схема закрепления и нагружения образца при испытании материала клапанной ленты на усталость. Выбранная форма образца обеспечивает создание одинаковых по величине напряжений по длине образца [16]. Напряжения в поверхностном слое изгибаемой пластины легко находятся при известной толщине пластины 2Z и величине прогиба (или радиуса кривизны К). Напряжение, соответствующее пределу усталости нержавеющей стали Х15Н9Ю после стандартной механотермической обработки о.і = ЗООМПа [5]. Нами предварительно вывбрана амплитуда напряжений а=1,25а.], т.е. около 380 МПа. Радиус кривизны изгиба образца рассчитывается по формуле: Правильность расчета проверялась экспериментально. На свободный конец пластины в точку приложения нагрузки воздействовали с силой 17Н (был привешен груз), которая вызвала отклонение конца пластины на 21 мм от нулевого положения. При этом радиус кривизны пластины составил R 80MM. Тогда: где L —длина рабочей части пластины (Ь=54мм); Ътах - ширина пластины в месте закрепления (Ьтах=16мм). Подсчитанное по формуле (3.3) атах = 382 МПа. Образцы, представленной выше формы, были изготовлены из ленты обеих сталей Х15Н9Ю и У8А с использованием специального приспособления (см. рис. 3.5). Для испытаний ленточных образцов была изготовлена специальная машина. Основное требование, которое предъявлялось к этой машине, - это надежность обеспечения идентичного нагружения всех образцов. В существующих конструкциях машин для испытания плоских образцов на усталость, используется принцип электромагнитного нагружения пластин [69], т.е. вибрация образца создавалась за счет сил, действующих на образец в магнитном полнее. В нашем случае этот вид нагружения исключается, так как в процессе испытаний предполагается измерение магнитных характеристик образца.
Поэтому в разработанной испытательной машине реализован другой принцип нагружения, а именно - механическое нагружение. Схема циклического нагружения плоских образцов с механическим приводом представлена на рисунке 3.6, а общий вид испытательной машины — на рисунке 3.7. На такой машине одновременно могут испытываться 6 образцов, предусмотрены две частоты нагружения 10 гц и 20 гц, при частоте вращения привода 1200 мин"1. С известной степенью точности можно считать, что для всех образцов созданы одинаковые условия испытания. Нагрузка на свободные концы образцов прикладывается рычагом, имеющим толкатели и зажимы для от нулевого или синусоидального нагружения. Для максимального приближения условий лабораторных испытаний к реальным условиям работы пластины клапана компрессора в эксперименте осуществляли отнулевые нагружения образца, т.е. приложенное усилие изгибало образец, а затем он под действием упругих сил возвращался в исходное (нулевое) положение. Конструкция машины обеспечивала проведение измерений необходимых параметров без извлечения образцов из испытательной машины. Для измерения магнитных характеристик обеспечивался поворот зажимного узла машины вместе с закрепленными в нем образцами на 45, освобождая нагруженные концы образцов от толкателей. Затем на образцы надевался датчик вихревых токов и проводились измерения. После измерений зажим возвращался в прежнее положение. Конструктивная и электрическая схемы вихретокового датчика для плоских образцов представлены на рисунке 3.8, а электрическая схема измерений - на рисунке 3.9. Генератор, входящий в состав измерительной системы, питает первичную катушку датчика переменным током стабильной частоты. Эта катушка создает переменный магнитный поток, пронизывающий материал образца, помещенного внутрь датчика. Вихревые токи, создающиеся в образце, индуцируют посредством своего магнитного поля сигнал во вторичной (измерительной) катушке. При изменении магнитных свойств материала образца меняется вторичная э.д.с, которая является диагностическим параметром состояния этого материала. Датчик для измерения магнитного состояния ленты выполнен на плоском каркасе из текстолита. Ширина первичной обмотки 20 мм, количество витков - 920 (провод ПЭЛ 0 0,15); ширина измерительной катушки - 5 мм (провод о 0,05; 1200 витков).
Особенности структуры нитроцементованных слоев сталей Х15Н9ЮиУ8А
При низкой температуре нитроцементации (ниже эвтектоидной), независимо от того из какой среды производится насыщение, в сталь преимущественно диффундирует азот, поэтому для объяснения особенностей микроструктуры нитроцементованной стали следует рассмотреть диаграмму состояния системы железо-азот (см. рис. 4.13).
Н диаграмме состояния железо-азот имеются фазы а и у. Феррит (а -фаза) представляет собой твердый раствор азота в объемноцентрированной решетке железа, аустенит (у - фаза) - твердый раствор азота в гранецентрированной кубической решетке. Кроме того в нитроцементованныъх слоях могут присутствовать, как видно из приведенной диаграммы, состояния - специфические фазы - которых нет в железоуглеродистых сплавах. Специфические фазы у, є и называются нитридами.
Нитрид у имеет кубическую гранецентрированную решетку, по типу аустенитной, и в идеальном случае соответствует стехиометрическому соотношению Fe4N. Нитрид є охватывает широкую область концентраций (от 4,35 до 11,0% N) и имеет гексагональную плотноупакованную решетку. Нитрид существует до температуры 470С и соответствует соотношению Fe2N, хотя имеет некоторую область гомогенности (от 11,1 до 11,5% N). Кристалличесткая решетка этого нитрида - орторомбическая.
Особенностью системы железо-азот является то, счто при температурах выше 680С область существования є - фазы простирается в сторону более низких концентраций азота, чем у -фаза, которая при низких температурах предшествует є - фазе.
Азот расширяет область существования аустенита на диаграмме состояния Fe-N, при этом он снижает температуру перекристаллизации а -железа в у - железо.
Растворимость азота в железе выше, чем растворимость углерода. Если максимальная растворимость углерода в феррите системы Fe-C при температуре АІ (723С) достигает 0,02%, а в аустените - 0,8%, то в системе Fe-N при температуре А і (590С) в феррите растворяется 0,1% азота и в аустените - 2,35% N [81].
Сходство влияния углерода и азта на структуру сплавов железа заключается в том, что в обеих системах происходит эвтектоидная реакция с образованием пластинчатого эвтектоида (в системе Fe-N такой эвтектоид называется браунитом). Браунит образуется ферритом и нитридом железа, соответствующим формуле Fe4N (у - фаза) [85]. Железо и азот могут образовывать несколько соединений типа нитридов (у, є, , а), в то время как углерод образует с железом только одно стабильное соединение - цементит Fe3C. По сравнению с цементитом все нитриды железа отличаются значительно большей метастабильностью. При этом, как отмечалось выше, нитрид є по сравнению с другими нитридами железа, отличается широким диапазоном состава (областью гомогенности), меняющегося в зависимости от температуры.
В тройной системе железо-углерод-азот, которая получается при одновременном насыщении железа углеродом и азотом (то есть при нитроцементации), углерод входит в решетку нитридов, где замещает атомы азота [84]. В результате получаются сложные соединения - карбонитриды,1 изоморфные с нитридами. На рисунке 4.14 показан изотермический разрез тройной диаграммы равновесия системы Fe-C-N при температуре 500С [85], из которого видно, что наиболее распространенным соединением в ней является гексагональный карбонитрид є, имеющий приблизительную стехиометрическую формулу Fe2-3(CN). Этот карбонитрид изоморфен с гексагональным нитридом є, однако замена азота углеродом в решетке карбонитрида сопровождается изменением (уменьшением) параметров "а" и "с". Впрочем это изменение весьма незначительно. Суммарное содержание азота и углерода в карбонитриде є может достигать 39 ат.%, соотношение между углеродом и азотом при этом составляет 1,2...1,25.
Растворимость углерода в гранецентрированной кубической решетке у - карбонитрида Fe4(CN) значительно меньше, чем в є - карбонитриде. Имеются сведения [86], что введение углерода в кубический нитрид у приводит к превращению его в гексагональный карбонитрид є. При этом параметр решетки "а" уменьшается с величины 3,790 до 3,787 А.
При повышении содержания углерода в тройной системе Fe-C-N становится более вероятным появление карбонитрида цементитного типа. При этом, упомянутый карбонитрид образуется, главным образом, при повышенных температурах нитроцементации. Растворимость азота в решетке цементита, как следует из результатов работы [89], весьма мала. Например, при содержании азота в диффузионном слое 0,22% растворимость его в карбонитриде с решеткой цементита не превышает 0,66% (2,1 ат. %).
При температуре существования а-железа, при которой происходит низкотемпературная нитроцементация, азот, поступающий в сталь из насыщающей среды, значительно влияет на эвтектоидное превращение в стали, а также на эвтектоидное содержание углерода в нитроцементованных слоях.
В случае совместной диффузии в сталь азота и углерода граница аустенитной области при данной температуре сдвигается в сторону более низкого содержания углерода, а критическая температура А\ понижается. При этом понижение критической температуры идет практически прямолинейно - на 9,5С на каждые 0,1% содержания азота (см. рис. 4.15).
