Semenov E.I., i dr. (red.) Kovka i shtampovka. Spravochnik. Tom 1 (Mashinostroenie, 1985)(ru)(L)(T)(285s) (813576), страница 46
Текст из файла (страница 46)
з. Камструкмвя неотапливаемого ко- лодца яля аххзмаемяя ззгатазах после заз. хн и прокатки 4. УГАР И ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЕ СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ При нагреве стали в пламенных печах, когда сжигание топлива происходит с коэффициентом расхода воздуха а ) 1, продукты горения содержат СОз, Н,О, Ом )(з и незначительное количество СО, Н, и 50, (если в топливе имеется сера). В условиях высоких температур (выше 700— 800'С) окисляющими являются не только Оз, но и СОР НзО и особенно 50з, а СО и Нз являются восстаповителями.
4г йз 4а йв (олго(ггг Рмс. З, Дмзгрзмма раммазесмя система атмас4мра печи — яагреззамый металл (сталь! ° ; АВ маграмячмзя аминя 12. Поверхяостный угар при нагреве крупных стальяых слитков перед ковкой в зависимости от продолжительности нагрева 13. Угвр при нагреве стальных слитков и заготовок в методических печах в завмсимости от продолжительности нагрева П ра меч зама.
В числителе приведены параметры нра адвастараи. нем негреха, а зизмензтелз яра Лау- стороннем При горении с более или менее эмачительным избытком воздуха окисление идет быстрее, чем обезуглерсакивание, и после удаления окисленного слоя на поверхности поковки не будет обезуглерожеиного слоя. Если в печи создана атмосфера, слабо окисляющая железо, то под слоем окалины образуется обезуглероженный слой (при нагреве средне- и высокоуглеродистых сталей).
Газы, содержащиеся в печной атмоа)юре, взаимодействуют с углеродом, находящимся в стали в виде карбида железа, по следующим реакциям: 2ГезС+ Оз = 6Ге + 2СО; Ге,С+ СОз =. ЗГе+ 2СО; ГезС+ НзО = ЗГе+ СО + Нз! ГезС+ 2Нз = ЗГе+ СНз. Из этих реакций видно, что обезуглероживающими газами являются кислород, двуокись углерода, водяные пары и водород, а науглероживающими — окись углерода и метан.
Количественные показатели потерь железа от окисления (угара) следующие; 1) угар по массе (И) — количество металла, окисленного при нагреве, от первоначальной массы; 2) поверхностный угар (гlсмз) количество онисленного металла, отнесенное к поверхности нагреваемого слитка или заготовки; 3) скорость окисления — отношение поверхностного угара ко времени нагрева (Н(см' ч)1; 4) толщина окалины (см); связана с поверхностным угаром выражением = а'(рррр) где а — поверхностный угар; р— плотность окалины; р = 3,9 Р 4,0 г!смз; К вЂ” среднее содержание железа в окалине, груз = — 0,715 —:0,765 аза.
На угар металла в печах оназывают влияние следующие факторы. состав газовой атлзосферы — соотношение СОз(СО и Нз01Нз (рис. 6); температура и продолжительность нагрева, соотношеиве между плошалью поверхности и массой, а также химический состав нагреваемого металла. г(ля стали при температурах ниже 600 — 650'С окисление практического значения ие имеет, хотя светлая по- 14, Потери металла от угара (ай) ирв нагреве стальных заготовок н слитков под ковку и штамповку в пламеиньа печах (печи методические, полуметодическне н камерные; .загрузка и выгрузка по одной заготовке) Мелкие заготовки, диаметр или сторона квадрата до 50 мм Средние заготов. ки, диаметр или сторона квадрата 50 — !00 мм Крупныезаготов. ки и мелкие слитки, диаметр или толщина !00— 300 мм Слитки и очень крупные заготовки, диаметр или толщина 300— 600 мм Крупные слитки, диаметр более 600 мм П р и м е ч з з н е.
Патера атзасзтсз з аззаму нагреву холодных слитков нлз ззгатазак Ла Пае†!гьа 'С. верхность темнеет. С повышением температуры угар резко возрастает. Если при температуре 900'С интенсивность образования окалины принять за единицу, то при нагреве до !100 'С она увеличивается в 3 раза, а при нагреве до !300 'С в 7 раз. Совместная зависимость поверхностного угара ст температуры (при 600— !150 'С) и времени лля среднеуглеродистой стали выражается уравнением эаоо а=-6,3$ те где т — время, мин; г — температура, С.
Влияние на угар времени нагрева для слитков и заготовок приведено в табл. 12 и 13. Влияние формы на- 236 ТЕРМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ КОВКИ И ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ УГАР И ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЕ СТАЛИ ПРИ ИАГРЕВЕ 237 чгдчл да оггио гг га а ак я ах нх ч а ,л л р $ щ а Способ х а а а а (а а ак "х ах Ф" х а н бал ала ак Е" Спасай рош о жруду щ омй аул 0,16 100,0 0,075 47,0 0,070 43,5 О 04к 27 О чий рогдул аа' д — 4а) р ~одллод ь, ь ь ай га йьь гг ь В йаьь бо ь~~ жй ь.
га га йа,ро ба йа 4акяун Рас. 2, Зааасииасть аааерккастнага угара н такщаны слоя металла, аравратнзшегаса а акалниу, ат аткашайаа ааащахн аааерхнастн слитка к ега массе; 2 в аааерхаасткый угар; 2 — толщина акислеакага слоя металла греваемого тела, характеризуемое отношением площади его поверхности к массе, на поверхностный угар я толщину окисленного слоя металла показано иа рис. 7. Ориентировочные значения угара для среднеуглеродистых сталей приведены в табл. 14. С увеличением содержания углерода скорость окисления понижается, а с уменьшением — возрастает. Легирующие примеси (А1, Сг, 51, Мо, Со и др.) значительно снижают скорость окисления. Никель в составе стали не окисляется, ио способствует окислению железа. Никелевые стали обычно окисляются сильнее, чем углеродистые, однако в присутствии хрома и других элементов никель повышает сопротивляемость стали окислению.
Ркс. З, Схема абразаааааа ккшатиага слаа метакачаскай печи с тарнааай аылааай: 2 — отвод зады; 2 — падзад зкщзтнага газа; 3 — подвод воды 15. Влияние иа угар продалжнтельнастя и способа нагрева да 1200'С стальных заготовок (2л = 50 мм) Нагрев в пламенной печи с температурой: 1250'С 1500'С Электронагрев: индукционным способом нонтактным спосо- бом Нагрев з пламенной печи с температурой; 1250'С 1500'С Электронагрев: индукционным спо. сабом контактным сносе. бом Борьба с окислением стали прн нагреке. Уменьшение окисления металла при нагреве достигаетсн сокращением продачжительности нагрева (табл. 15), применением защитного слоя газа аа поду печи (рис.
8), что позволяет уменьшить угар в 1,5 — 2,0 раза. Полную нли почти полную ликвидацию угара можно достичь следующими способами: нагревом металла в специальных контролируемых атмосферах; нагревом в продуктах неполного горения газообразного топлива — в печах так называемого малоокислительного или безокислительного нагрева; в расплавленных солях или расплавленном стекле и применением специальных обмазок. Борьба с обезуглероживан нем заключается также в ускорении нагрева, применении специальных контролируемых атмосфер, в нагреве в расплавленных средах и нанесении защитных покрытий.
Нагрев стальных заготовон под обработку давлением в муфельных печах используется очень репко (лдя заготовок небольших размеров), что связано с недостаточно высоной стойкостью муфелей. Значитечьно чаще используют нагрев заготовок в продуктах неполного сгорания газообразного топлива. На рис.
9 показана зависимость поверхностного угара от коэффициента расхода воздуха в печи, отапливаемой коксовым газом. На рис. 10 приведена конструкция камерной печи с карборундовым сводом для безокислительиого нагрева. Применяют также печи с аэродинамическим разделением камер неполного горения и дожигания продуктов горения. Цля получения в рабочей камере таких печеи достаточно высоной температуры (1250 †!300оС) для нагрева стали йод ковку и штамповку, необходимо воздух подогревать до 800— 1000 'С, а если возможно, то подогревать н газообразное топливо или обогащать первичный воздух кислородом.
Нагрев заготовок под ковку н штамповку в расплавленных солях и стекле позволяет полностью или почти полностью ликвидировать окисление н обезуглерожнвание при нагреве. В качестве нагревающей среды применяют обычно смесь солей ВаС1з и )(зС! в соотношении (30 — 70) ай ВзС(з н (70 — 30) йа )ЧаС!. Расплавленное стекло растворяет окалину, имеющуюся на поверхности заготовки, и становится более вязким, поэтому в расплавленном стекле след>ет нагревать стальные заготовки, очищенные от окалины.
При этом расплавленное стекло обеспечивает смазывание штампов при штамповке. В целях защиты металла от окисления и обезуглероживзння применяют также нагрев с применением защитных покрытий и обмазок. Цля приготовления обмазок используют смесь юзух, трех и более марок стекол и стекловидных шлаков, к которым добавляют до 30 а6 тонкомолотого оконного стекла, а га ч ь/а ;:,,г Вар 4а 42 4а ар а Рас. З. Зазасниасть аазаркнастаага угара ат каэайанаантк расхода воздуха а ари нагреве стальных заготовок Аа темааратуРы ковки в печи, атаплнзкаиай каксааым газом также небольшое количество сульфат- ного щелока и огнеупорной глины, которые обеспечивают хорошее прилипаиие обмазки к поверхности холодного металла. Цругой состав обмазки: 20 — 30 а алюминиевого порошка АПВ н 70 — 80 % этилсиликата. Обмахни наносят на поверхность нагреваемыд слитков и заго~овок кистью нли оку нанием.
й(ййлооляииоякл д кироич Я2) шаиооололк лиррич С д лцжгорура Рас. !а, мала» ракуааратазааа печь пля баоакасхктальиага нагрева акгатазак аткрытым пламенем: ! — нижняя рабочая «амера; 2 — казба. руилахый свод; 3 — камера дажнгкакау о — жарауаараый Ракуаератар Глава ПЛАМВНПЫВ ПВЧИ ДЛЯ ПАГРВВА ПОД КОВКУ И ШТАМПОВКУ Иснедьаоаанне тепла атаодащнх гаева Область применение Пенн Рекуператор панельно- го типа В двухкамерных печах возможен нагрев с подогревом, особенно при нагреве легированных и высоколегированных сталей В(слепые одно- и двухка- мерные (рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
