Выбор среды для нагрева под закалку

Общая продолжительность нагрева

Продолжительность нагрева при аустенитизации стали

Про­должительность нагрева должна обеспечить прогрев изделия по сечению и завершение фазовых превращений, но не должна быть слишком большой, чтобы не вызвать роста зерна и обезуглерожи­вания поверхностных слоев стали.

t_общ = t_сп + t_в, (43)

где t_сп - продолжительность сквозного прогрева до заданной (конечной) температуры, обусловленная формой и размером из­делий, их расположением, типом печи, составом и свойствами стали и т.д.;

t_в - продолжительность изотермической выдержки при данной температуре, не зависящая от формы и размера изде­лия и определяемая только составом и исходным состоянием стали.

В настоящее время разработаны инженерные методы расчета основных типовых параметров - продолжительности нагрева, скорости нагрева, перепада температуры по толщине металла и т. д. Но часто пользуются опытными данными. На 1 мм сечения или толщины изделия из доэвтектоидных сталей продолжитель­ность нагрева принимают в электропечах 45…75 с, а в соляной ванне - 15…20 с.

Величина t_в должна быть минимальной, но при этом обеспе­чивать завершение фазовых превращений в стали и необходимую концентрацию углерода и легирующих элементов в аустените.

Продолжительность изотермической выдержки при заданной температуре для деталей машин часто принимают равной 15…25 % от продолжительности сквозного нагрева.

Выдержка в электрической печи при температуре закалки для инструмента из углеродистой стали (0,7…1,3 % С) рекомен­дуется 50…80 с на 1 мм наименьшего сечения, а легированной стали 70…90 с при нагреве в соляной ванне соответственно 20…25 с для углеродистой стали и 25…30 с для легированной.

Фасонный инструмент и детали машин сложных форм при на­греве под закалку для уменьшения деформации рекомендуется предварительно подогревать в печи при 400…600 ⁰С.

При нагреве в пламенных или электрических печах взаимодействие печной атмосферы с поверхностью нагреваемого изделия приводит к окислению и обезуглероживанию стали, которое снижает твер­дость, механические свойства и износостойкость.

Для предохранения изделий от окисления и обезуглероживания нередко в рабочее пространство печи вводят защитную газовую среду (контролируемые атмосферы). В качестве таких сред применяются следующие атмосферы:

1) эндотермическая (условное обозначение КГ-ВО), получаемая частичным сжиганием метана СН₄ (природного газа) при коэффициенте избытка воздуха a = 0,25 в присутствии катализатора и содержащая 21 % СО, 40 % Н₂, 2 % СН₄, 37 % N₂; состав эндотермической атмосферы можно регулировать таким образом, чтобы исключить окисление и обезуглероживание стали с любым содержанием углерода. Широко применяют и эндотермическую маловодородную атмосферу - 20 % СО, 20 % H₂ и 60 % N₂;

2) экзотермическая, получаемая частичным сжиганием природного газа при a = 0,6 без очистки и осушки (ПС-06) или с очисткой и осушкой (ПСО-06); атмосфера ПСО-06 содержит 10 % СО; 15…16 % Н₂; 0,05…1,5 % СН₄; 68…72 % N₂, а ПС-06, кроме того, до 6 % СО₂ и 2,3 % Н₂О;

3) экзотермическая, получаемая почти полным сжиганием природного газа при a = 0,9 без очистки и осушки (ПС-09) и с очисткой и осушкой (ПСО-09), в последнем случае эта атмосфера содержит 2 % СО, 2 % H₂, 96 % N₂; в атмосфере (ПС-09) присутствуют 10 % СО₂ и 2,3 % Н₂О (за счет соответствующего уменьшения количества азота); эту атмосферу применяют при отжиге стали.

Так же используют нагрев в расплавленных солях. Применяют нагрев в расплаве BaCl₂ (для быстрорежущих, нержавеющих и других высоколегированных стелей с температурой нагрева под закалку 1000…1300 ⁰С), в расплавах смесей в разных пропорциях NaCl, KCl, BaCl₂, Na₂CO. Перед нагревом изделий расплавленные соли раскисляют для удаления растворенного кислорода.

Дата добавления: 2014-01-05