Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 32
Текст из файла (страница 32)
термическая обработка — насыщение юпоминнем, бором, хромом, азотом, углеродом (1000-1300 'С, относительная температура0,66 — 0,81; 1 — 10 ' Па); обезгаживание пороппсов„спекание изделий, термическая обработка спеченных юделий. Порошки титана, полученные пщридным способом„могут иметь концентрацию водорода до 5000 мз ° Па1кг. После нагрева, обычно и муфсльных печах при температуре 700-750 'С, обезгажнвание считают законченным, если остаточное деление составляет 10 1 — 10 з Па [162] . Высокопорисгые изделия из порошков титана опекают при 900- 1000 'С.
Зля получения деталей с порисгостью 4 — 6% из злектролитнчсских порошков при вмдержке 4 ч достаточна температура 1100 С. Сплавы титана опекают при температурах, приведенных в табл. 4 4. Обобщения, сделанные в ]164], показывают, что температура слс. канна спрессованного при давлении (4 — 5) 10е П)смз титана составляет 1200 — 1250 'С при продолхапельности спекания 4 — 6 ч. Влияние остаточного давления на микротвердость изделий, полу ченных из различных порошков титана, представлено в табл. 4.5. Кзк видно, микротвердость, характеризующая взаимодействие остагочпон 174 Тапеичи 4.4.
Ремпмм епекалня иекогормх еллвнон гпгмм [20, 162, 163] Легнрувпвгй Конпангрвлин Температура Проиелиигнл компонмгг (по магов), епеканив, ность спекание, % С ' ° 1200 1200 1100 1200 1200 1000 1300 4 4 4 4 1 1 1-4 Сг Мо А1 А1-Ч А1-8л А1-Мп А1 — йп 10 10 2 6 — 4 2 — 5 4 — 4 2,5-15 Тебвина 4.5..
Микротвердость изделий, епечеппьпг пря 1100 С н различном рвэреаяпм Микрогвер- Микротвердость. ГПв, наделяй. гневен. доегь пороги- пмх пря раэличямх оегагочпмх дввлеиика наход;- ях, Па ного, ГПв поролям фрак этягв гпгл, ляэа „лч 1,3 10 1,3 ° 10 0,13 -0,18 . 750 С вЂ” 0,08 " ктролнтя- ,500 С -0.08 о- -0.01 2,5-3.8 3.$ — 4,8 2,1 — 3.1 4,7 — 7 2,8-3,2 1,55-1.65 3,2-4 4-5,5 2,6-4,7 5,2-7,5 3-3,5 2,3-2,9 3 — 4,9 1,9-2,6 4„6-5,9 2,4-2,6 1,25-1.65 175 со спеквемыми тнтлновыми изделиями, закономерно меняется 'Нйвисимостн от степени разрежения окружзющен среды. ,.'-,-',.При горяюм прессовлнин титана [т = 1100 + 1200 'С) время выперло ' может быль снижено до 15-20 мнн„й давление — до 30-40 МПа 64]. Горячее прессовлнне проводят обычно при остаточном давлении ' выше 0,1Пв.
,; При использовании лигатур апювы ппзна спекйют при темперету- 1250 — 1500 'С н времеви до 7 ч '[20], л при получении спеченных в из порошков температура и время спеклния снижаются. ;:,Перед горячей штамповкой спрессонйнные детали из сплавов: 1,7— А1, 0„7 — 1% У, 1 — 2% Мо. остальное — тнтвн, й также 6% А1, 4% У, "' ельное — титан, спеклли в вакууме при давлении 10 3 Па и темпе- туре 1200'С в течение Зч [20], В некоторых случаях после горячей штамповки детали подвергали реву до температуры 925 'С прн выдержке 1 ч в вакууме с злкзл- 'йвводун последующимстйрениебв при 500 С [20], '.;Елбаива 4. 7.
техиичеосие херекгерисппси му4мльиых вакуумных еиекгропечеа окв-гзтг нзыер ион Окж-1 371А гсщв з 1ОО1В кемериен температуре, С давление, Па енае среды, окруплющеа "фель, Па Охлапдпощеа воды, мэ/ч еры рабочего пространства, м: : диаметр :.' высота ые размеры, м: ",.'ВысОта масса печи, т З1О 900 1О ' 1О' 384 900 1О ' 1О' 386 900 1О-' 10 16 в о,г7 1О о,г7 о,з 1О 35 16,6 31 63,5 ео,г 16,6 93,3 5,8 27 91,8 !" ниэкотемдературный отжиг при удалении водорода и снятии напря- " (600 — 700'С; 10-з 10-е Па) нагрев под вакуумную прокатку (1100-1200 'С; 10 з Па); химико-тееоьпгческую обработку — насыщение бором, углеродом :81300 — 1400 С:1 1 Па).
Нагрев титана, циркония и гафния производится в низкотемпера", рных печах. Для обеспечения минимального натекания в печь и ения количества адсорбнрованных конструктивными элементами 11ечи газов и соответственно уменьшения давления остаточных актив- газов в рабочем пространстве печей последние часто выполняются фельными. В табл.
4.7 приведены основные характеристики некоторых муфельэлектропечей, которые могут быть использованы для нагрева этих аллов. Наличие дорогостоящего муфепя нз жароупорного сплава, предель'тюя жаростойкость и жаропрочносп которого обеспечивают температуру и максимальные размеры обрабатываемой садки, является недо.втатком муфельных печей. !.: ' Тем не менее муфельные печи широко применяются на практике. 184уфели обычно изготовляют нз сталей 12Х!8Н10Т, 10ХН2ЗН18, спла',ва инконель (7б% Щ 15% Сг, 8% Ре) и друпгх материалов.
В некоторых печах для снижения окигляемости и разгрузки муфе!ия от атмосферного давления используется схема, в котором муфель ::,Йомещается в герметичную печь, при этом снаружи муфеля создается разрежение. 177 Наряду с муфельнымл электропечами были разработаны и нала„л шиРокое пРименение длЯ нагРева титана, цнРконнЯ и гафннЯ беэмуфел ные вакуумные печи. Для целей отлапл и обезгалоеания распростр „ нне у с зкр й тепло л ц й По кон ру вно у исполнению зтн печи выпускаются с горизонтально и вертикально рь положагной камерой нагрева. Горизонтальное расположение нагрел тельной камеры обычно создает определенные удобства для загрузк„ и выгрузки садок (см, табл.
3.43). Для садок, которые удобнее за. гружать краном нли нагревать в подвешенном состоянии, целесооб, разлей применять печи вертикального исполнении (см. табл, 3.41, ЗА2) В промышленности горячая деформация титана и титановых слла. вов (ковка, штамповка, прокатка, прессование) в настоящее време в подавляющем болъшинстве случаев осуществляется на воздухе. Созда. ние оборудования для этих процессов, работающего в вакууме нлл в инертной среде, возможно, однако представляет значлтелъные труд. ности, особенно для крупнотоннажного производства. Основным требованием, предьявляемым к нагреву заготовок пер~л деформацией, наряду с большой равномерноспю температуры, является обеспечение мнниьального дефектного слоя на поверхности ме. телла.
Если для изделий малого сечения, например трубных заготовок, можно уменьшить дефектный слой при максимальном ускорении нагрева в воздушной среде, как правило, с использованием индукционного метода нагрена, то для крупных заготовок время прогрена может достигать нескольких часов. Образовавшийся при этом на поверхностн дефектный слой при прокатке частично отслаивается в виде окалины, а частично сохраняется на прокатанном материале (листе или профнле), ухудшая его качество. Уменьшение толщины дефектного слоя достигается нагревом титановых сплавов в инертном газе илн в вакууме, причем нагрев в вакууме является более прешючтнтельным, так как при этом происходят обезгажнвание титана за счет удаления водорода.
Особенностью работы вакуумных печей для нагрева заготовок пол обработку давлением является необходимость выдачи разогретых заготовок иэ печи и связанный с этим налуск воздуха в разогретую до рабочей температуры печь. Кроме того, конструкция печи должна разрешать быструю подачУ нагретого изделия (без заметного снижения его температуры) лол пресс, молот или в стан. Поэтому основным требованием к материалам нагревательных камер злектропечей для этого технологического процесса является их достаточная окалиностойкость в воздушной среде прн рабочей температуре, В такого рода печах в качестве нагревательных элементов и экранов нельзя применять тугоплавкие металлы или графит.
Обычно матерна. лом для нагревателей и экранов в печах периодического действия служат сплавы на основе никеля, хрома и железа. 173 4.1. Зависимость увеличение массы Ьо зпов титанового сплава от лавппзиа р пос':вьпкркки 3 ч при 1100 С в вакуумных х различных типов: 1 — печь с экранной теппоизопппией; 2— с теппоизопвпнсй из корунлового легкосз — печь с теплонзоляпней из шамота" "' овеса уй з гр г гр гр,па .':.Исследование газонасыщения 131 одного ю титановых сплавов в х с различными видами теплоизоляции показало, что на толщину кпюго слоя, образующегося перед горячей пластической дефор.
й, помимо температуры и времени выдержки оказывают влиядавление и состав остаточных газов в ечн. Наиболее полное уда'ние водорода, наименьшее газонасьнцение и соответственно наншая глубина дефектного (альфнрованного) слоя достигаются ":: печи с экранной теплоизоляцией при остаточном давлении 10 '- з Па (рис. 4.1). . Из рнс. 4.1 следует, что привес, полученный на образцах титанового "" ава после выдержки в течение 3 ч прн 1100 'С в печах с различной оизоляцней, имеет тенденцию к выравниванию с уменьшением точного давления. Прн давлениях 1 — 10"' Па привесы различаются 1,5 — 3 раза, при 10 з Па — только в 15 раза. Можно предположить, прн остаточном давлении 10 э Па различна в материале теплоизоляне будут сказываться на привесе.
Полученные значения привеса в олько раэ ниже значения скоростей взаимодействия титана, привеых на рис. 1.9. Это можно объяснить тем, что условия зкспернменв печи, снабженной теплоизоляцней, существенно отличаются от " овнй юуюния взаимодействия с исследуемым газом, направляе'' "тм непосредственно на металл. Кроме того, на изменение скорости действия может влиять различный хзпнический состав тнтано'" го сплава. =,-' Применение промышленных вакуумных печей с экранной теплонзоей и нагрпвртелямн ю жаропрочных сплавов для нагрева титана '-':его сплавов перед пластической деформацией невозможно из-за отнтельно низкой рабочей температуры этих печей (900 — 1000 'С). !-,:Печи с нагревателями ю сплавов сопротивления и керамической оизаляцией имеют рабочую температуру 1150 'С и поэтому мобыть использованы для этой технологии.
Однако применяемая в теплоизоляцня должна иметь малое газоотделение и низкую споность ацсорбнровать газы при напуске воздуха в печь. 179 Этим свойством в большей мере, чем друтие, обладает корун вый легковес. Он достаточно полно обезгаживается при сравнится низких температурах. Таким образом, нагрев перед горячей дефо елью орма цией титановых сплавов в вакуумной электропечи с керамиче „. ской теплоизоляцией позволяет избежать образования окалины и в 4 — 5 снижает глубину дефектного слоя по сравнению с нагревом на воэлу духе„ При проектировании и эксплуатации вакуумных электропечей ю нагрева титана и титановых сплавов при 950 'С и выше необходим мо учитывать воэможность взаимодействия титана, испаряющегося нэ с ки, с жаропрочными материалами элементов печи, содержащих никель как при непосредственном контакте, так и через газовую фазу.
Теью ратура плавления эвтектики "никель — титан" равна 980 'С при соле жанни никеля 10 — 40%, а при наличии в сплаве 0,1 — 0,2% кислоро снижается до 960 'С. В связи с этим для элементов конструкции пе. чей, работающих в горячей зоне при температуре выше звтектнческих, следует применять материалы с содержанием никеля лп 10%, и для на. гревателей рекомендуется использовать желеэохромоалюмнниевые сплавы: Х27Ю5, Х2ЗЮ5 (ГОСТ 5632 — 72) 11911. Техническая характеристика гючей, в которых можно проволить нагрев титана и его сплавов под горячую деформацию, приведена в табл. 3.43. Чаще других для этой цели применяется печь с выдвижным подом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
