Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Следовательно, арн наличии в печи деталей нз ингрида алюйацжя прн температуре 1600 К титан нагревать нельзя, а молибден— 'ьюожпо. ,'.:,Углерод и углеродсодержтцие газы, в частности углекислый газ„ пюгут образоваться прн взаимодействии кислорода н паров воды с графитом и другими углеродсодержащими материалами, а также при ьйсгсопявцин карбонатов. Появление других углеродсодержашлх гаэйй в вакуумных электропечах объясняется использованием насосов пяя откачки, рабочей жидкостью которых является вакуумное масло (диффузионные, бустерные, механические, вакуумные насосы).
.:,:При работе паромасляных диффузионных насосов обратный поток паров масла в отка шваемый объем составляет (0,3 + 1,5) 1О е гЯс х х смэ), а при использовании различных видов ловушек — (0,6 + 3) х х10 а г~(с.сьР) [200]. ,'-'В насосах улучшенной конструкции, например Н-8ТМ, обратный аюток без ловушек будет равен 1,4 10 а г/(с . смэ). а с ловушкой— Праняер о 10 *г1(с ) (20Ц. Следовательно, в вакуумную печь средних размеров, откачлваемую пяромасляным диффузионным насосом с быстротой откачки 8 мз/с, ца:1 ч может поступить от 1О до 0„1 г паров масла при работе насоса без вымораживаюшей ловушки и в 10з — 10а раэ меньше при использованяи ловушек.
Вакуумные масла представляют собой высокомолекулярные органические вешества. При попадании паров масел на нагретые свыше 300-400 С поверхности происходит разложение паров с выделением водорода, углерода и углеводородов различного состава. Поэтому при 1000 С и выше состав остаточных газов печей, откачиваемых паромаслянымн насосами, приблизительно одинаков и не зависит от вида теплоизоляции (экранной, из высокаогнеулорймх оксидов, графито- ВОВ) 1191.
Избежать присутствия углерода в остаточных газах печи можно применением безмасляных средств откачки, а снизить его уровень возможно за счет использования специальных эфиров 11, 31. . Углерод н углеродсодержащне газы могут взаимодействовать с иягревателями, экранами и нагреваемым материалом, образуя при определенных условиях карбиды. В связи с этим при определении допустимых парциальных давлений углеродсодержащих газов необходимо учитывать рекомендации, изложенные в гл.
2. Необходимое остаточное давление в вакуумной печи следует определять как сумму парциальных давлений газов. Последние должны выбираться с учетом воздействия, оказываемого каждым конкретным газом на нагреваемую садку и материалы, из которых изготовлена нагревательная камера. 1.3. Температуры тармообрацотки, спакания и пяаами Как известно, термическая обработка металлов и сплавов заклю чается в искусственном изменении структуры. Структурные изменения определяются исходным состоянием металла и режимами термического воздействия: температурой, скоростямн нагрева и охлаждения, временем выдержки„характером окружающей среды.
Температурные интервалы проведения различных видов термической обработки зависят от металла, способов получения изделий (литья, поковок, проката, метал покера мики), предварительной обработки (даалением, резанием и пр.). А. А. Бочвар [б) вывел правило, соглмяо которому температура начала рекристаллнэации для всех металлов приближенно может быть принята Тр,„с = 0,4Та„. При этой температуре эа 0,5-1 ч происходит изменение структуры металла. Температура закалки зависит от температуры фазового превращения. Температурой и длительностью отпуска можно регулировать свойства металла, обеспечивая необходимую твердость, прочность и пластичность.
Температура химико-термической обработки, как правило, выбирается из условий, обеспечивающих высокие эксплуатационные характерястикм детали (необходимую глубину слоя, требуемую концентрацию в нем насыщающего элемента. достаточную адгезию слоя к основному металлу н т.
п.), Нагрев металла перед обработкой давлением является весьма распространенной операцией, как правило, многократно повторяющейся до придания изделию окончательных размеров и формы. Специфическим видом нагрева можно считать обезгаживающий отжиг, который широко распространен в злектровакуумнои и электронной промышленности, а также в порошковой металлургия быстрорежущей стали, ппана, циркоиия н некоторых других металлов и химических соединений. Температура обезгаживающего отжита обычно близка к температуре рекристаллизационного отжита, но в некоторых случаях, как будет показано ниже, может быть близкой к температуре плавления. Спекание иэделий, спрессованных из порошков, производятся обычно при температуре, близкой к температуре плавления, Проанализировав опубликованные данные, можно выделить два основных температурных интервала термовакуумных процессов. Пер вый охватывает режимы отжита различного назначения дпя снятия напряжений, рекристаллиэацин, дпя обезгаживання, а также нагрев под обработку давлением, которые, как правило, проводятся в интервале относительных температур Т,д ) Т„„(отношение температуры обработки к температуре плавления) 0,45 — О,б5.
Некоторое увеличение по срав- 14 Уебалла 1.5. Температуры иаграва, С, иекезерыл металлов, соотвазанпааиеы раэличлым оквказалыыиа замлеразурам Уебр1Увл уеер1~тт одв о.в Таизвл Хром Молибден Железо Кобальт „.':.: .' . Никель Тейища 1,б. Темиервтурв вмяеркки сталей и силввов, С, и1ла вакуумной иидукнисииой плавке дви рвзликыеа езадвй [8] в иарисд раоивк- перед разлив. релаиил кой 1580-1610 1570-1620 1530-1610 1560-1590 1580-1620 1550-1580 1460 †15 1490 †15 1500-1520 1520-1550 1510-1540 1500-1600 1500-1540 1480-1520 15М-1560 1530 — 1580 цмаппо с правилом Вочвара относительной температуры отжжа объяс13яется необходимостью интенсификации процессов нагрева с целью Оивышения зкономических показателей термообработки. Второй интйрвал характеризует процессы спекания и некоторые виды высокоТемпературных отжнгов, которые протекают при относительных тем- 15 340 230 330 600 680 850 700 950 1200 710 1000 1400 540 520 505 ОХЗЗЮ5 ОХ2336А НЖ, НЖО, ЖС 1Х18Н10Т, ОХ18Н1ОТ, ООХ16Н15МЗБ ЗИ437Б, ЗИ617 79НМ, 45Н, 50Н Х20Н80, Х15 Нбо ЗИ654, ЗИ72 ШХ15, ШХ15СТ 610 815 530 720 600 800 1000 1280 1100 142О 1350 1725 1150 1450 1500 1900 1850 2350 1150 1475 1600 ЮОО 2100 2650 910 1180 830 1145 850 1110 950 340 930 1480 1630 1970 1700 2200 2650 1690 2350 3000 1360 1320 1280 пературах, равных 0,8 — 0,9, В табл.
15 приведены значения температур|я нагрева некоторых металлов, соответствующие указанным относи. тельным температурам. Температура плавильных процессов зависит от рода металла и сплава, требований по превышению температур как при проведении дегазации, прохождении химико-металлургических реакций, так и с целью равиомерпости легировапия и повышения его жидкотекучесги для получения качественного слитка или отливки. Обычно оиа превышает температуру ликвидуса а 200 — 500 'С 171. Температуры некоторых стаднй плавления высоколегированных сталей и сплавов на основе никеля приведены в табл.
1.б. 1.4. Термодинамические предпосылки вааимопействия металлов е окружавшими газами Одпим вз основных вопросов при нагреве металлов является выбор среды, которая не окаэьвала бы вообще или оказывала бы минимальное влияние на металл. Нагрев в неправильно выбранной среде приводит к изменениям поверхности пагреваемых изделий: образоваяшо окалины, иасьпцению газами, удалению отдельных компонентов из сплавов, К последнему относятся обезуглероживалие, испарение хрома и марганца из сталей, испарение цилка из латупей и пр. Кроме того, взаимодействие с окружающей средой важно для оценки работоспособности элементов конструкций вакуумных печей, в том числе после их заполнения водородом, азотом, углеродсодержащими и другими газами.
упругость дпссоциации химического соединения р характеризует его термодинамическую устойчивость и может быть определена из соотиошепия 2|йяеые 6 (1.1) где ЬЯ~~Ме„С вЂ” изменение иэобарного потенциала. При р > р", металл будет взаимопействовать с газом, а при Мехб рс ~ рме с соешшепие булят диссошшровать. Поэтому возможность реакции металлов с газом ьюжно оценивать при сравпепии упругости диссоциации образующегося при этом соединения рем с парциальным делением соответствуалцего газа р Этот метод особенно удобен для анализа взаимодеиствия в разрежеппых средах. 16 =,':„';:::Поскольку при нагреве металлов защитная среда, как правило„сойчоант из недиссоциированных молекул различных газов, при иэуче1гцй,,взаимодействия обычно не учитывают реакции с газами в атомар 11й м состоянии. наблюдаются различные стадии взаимодействия метание" с газамн: адсорбция газов поверхностью, растворение их, возникно."ййтще зародьапей новой фазы — химического соединения, формироваш1е'кристэллнтов с образованием пленки, ее рост.
'-, Критерии качества поверхности выбирать весьма затруднительно„ «тйСКОЛЬКУ они зависЯт от требований технологических процессов и доэтому не однозначны. Например, допускается толщина дефектного ;~од 0,1 — 0,15 мм у некоторых сталей, полвергаюпшхся после терми~щкой обработки шлифованию, а для изделий злектровакуумных ~роторов такой слой приводит к браку. ';, учитывая большое количество требований для разнообразных тех:$аМм'ических процессов, целесообразно в качестве основного крите- ';я3Ш качества поверхности металла принять возможность образования ,хчг Вюй химического соединения при взаимодействии с окружающими :."1~азами при данных температуре н дпительности технологического :~ь'1щесса.
В качестве дополнительного критерия следует рассмотреть "'.вхстворимость газов в металлах. При высокой растворимости искажа:цчФя кристаллическая решетка металлов и, следовательно, изменяются ~~М теплофиэические и прочностные свойства. !', Ззеимодействие с водородом. В табл. 1.7 приведены некоторые сне;:~филя о взаимодействии различных металлов с водородом [9, 101.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
