Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Черная металлургия -> Термоциклическая обработка -> Основы метода термоциклической обработки -> Основы метода термоциклической обработки

Основы метода термоциклической обработки

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  15  16  17  ...  28  29  30  31  32 

3.6. ВЛИЯНИЕ ТЦО НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ

Работоспособность многих деталей, конструктивных элементов и приборов зачастую зависит не столько от механических, сколько от физических свойств применяемых материалов. Так, долговечность режущего инструмента тем выше, чем меньше тепло- и температуропроводность инструментальной стали. В случае низкой теплопроводности разогрев режущей кромки инструмента меньше, а теплоотвод осуществляется больше стружкой, чем инструментом. Низкие значения теплопроводности необходимы для сталей криогенной техники, когда приток тепла по металлу в охлаждающую среду снижает энергетические показатели охлаждающих устройств. Наконец, повышенные значения теплопроводности сталей и других сплавов необходимы для создания качественных теплообменников.

До недавнего времени считали, что теплофизические свойства сталей мало меняются в зависимости от их структурного состояния, хотя в общей формулировке известна зависимость свойств, в том числе и теплофизических, от структуры металла. Поэтому были исследованы основные теплофизические свойства ряда сталей после обработки их в оптимальных для механических свойств режимах ТЦО. Теплофизические свойства, в частности теплопроводность к сплава, определяются следующими его структурными факторами: химическим составом, размером и формой зерен, строением границ и ориентацией зерен, ликвацией, стро-чечностью, упорядоченностью твердых растворов и т. д. Имеющиеся в справочной литературе данные о теплопроводности получены в основном для металлов, находящихся в равновесном состоянии после отжига, высокого отпуска, и не отражают в полной мере влияния ТО на теплопроводность. Это привело к распространению мнения о независимости к от режимов ТО. Однако известно, что у закаленных стальных образцов к на 30—40 % ниже, чем у отожженных. Исследование показало, что в результате ТЦО сплавов в соответствующих режимах к существенно изменяется. В отдельных случаях к снижалась в 2 раза по сравнению с отожженным состоянием сплава. В табл. 3.32 приведены результаты определения к при комнатной температуре ряда сплавов, прошедших стандартный отжиг и СТЦО. В последней колонке

таблицы помещены сведения об относительном изменении теплопроводности на границах температурного диапазона измерений.

Определяли влияние ТЦО не только на теплопроводность, но и на температуропроводность а, а также на теплоемкость сталей с в широком диапазоне температур (от —100 до +400 °С). На рис. 3.18 в качестве примера показано изменение л двух инструментальных сталей У8 и ХВГ после таких ТО, как отжиг, закалка, средний отпуск и СТЦО.

Следует отметить, что в технологии ТЦО есть еще и такой новый аспект, как возможность существенного изменения термоэлектрических свойств сплавов на основе железа и никеля. Работу выполняли на сплавах никеля с содержанием молибдена 10 и 15 %, а также на сплаве железа с 10 % алюминия. Названные сплавы имеют по два диапазона температур: 50—400 и 700—760 °С, в которых термо-ЭДС Е достигает своего стабильного значения по зависимости обычно асимптотического вида. Однако если нагреть сплав со скоростью больше 50 °С/мин, то величина Е достигает своего стабильного значения при температурах указанных выше диапазонов, изменяясь по закону затухающей волны, стремящейся к стабильному значению ЭДС. Далее было обнаружено, что если сплавы подвергнуть ускоренной ТЦО в любом из диапазонов температур, стабилизирующих ЭДС, но в моменты времени, когда Е имеет близкое к максимальному значение, то при ТЦО происходит постепенное увеличение абсолютного значения Е, а если ТЦО производить в период минимального значения Е, то она постепенно уменьшается. При таких приемах ТЦО достигаемые значения Е отличаются от стабильных при данной температуре в десятки раз. Так, стабильная величина Е может быть увеличена до Етах или уменьшена до Етin (табл. 3.33).

Для выяснения физической сущности обнаруженных явлений авторы работы провели дилатометрические, термографические, мессбауровские исследования, а также изучили влияние примесей, магнитного поля, упругой и пластической деформации на временные изменения термо-ЭДС при ТЦО. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что эффекты изотермической осцилляции и изменения абсолютной термо-ЭДС при ТЦО не могут быть полностью объяснены структурными изменениями и при их интерпретации необходимо учитывать изменения, происходящие в электронной подсистеме сплавов, например, изменения отношения концентраций электронов с положительной и отрицательной эффективной массой при неизменном общем числе носителей. Факт существенного изменения термо-ЭДС сплавов при ТЦО открывает реальную возможность прямого и высокоэффективного превращения тепловой энергии в электрическую. В этом неожиданном для ТЦО направлении следует активизировать исследования. Важно найти оптимальный химический состав сплавов, дающий после ТЦО наибольшую термо-ЭДС.

В монографиях приведены доказательства того, что при ТЦО под нагрузкой таких сплавов, как никилид титана, в них

усиливается эффект «памяти» формы или «реверсивной памяти». Известно, что сплавы с «памятью» формы находят разнообразное применение и их использование будет расширяться. Поэтому роль ТЦО в деле усиления этой «памяти» металлов представляется значимой, а сама технология ТЦО—перспективной.

3.7. ТЦО ЧУГУНОВ

Чугуны (серые, ковкие и высокопрочные) обладают такими специфическими свойствами, как высокая демпфирующая (поглощательная) способность гасить упругие механические колебания, хорошие литейные свойства, большая износостойкость, малая себестоимость производства и т. д. Благодаря им чугуны — одни из распространенных машиностроительных материалов. Основными недостатками чугунов являются их низкая пластичность и ударная вязкость. Поэтому разработка режимов ТЦО чугунов ведется главным образом для увеличения ударной вязкости и пластичности при сохранении или повышении уровня прочности.

Все способы ТЦО чугунов можно подразделить на низкотемпературные, среднетемпературные и высокотемпературные.

Низкотемпературная ТЦО. НТЦО разработана сейчас только для высокопрочного и серого чугуна. Основными способами ТО, повышающими ударную вязкость чугунов, являются в настоящее время графитизирующий и гомогенизирующий отжиги. При графитизирующем отжиге распад цементита и выделение углерода в графитные зерна приводят к ферритной металлической основе высокопрочного чугуна, что увеличивает его ударную вязкость и пластичность. Ударная вязкость, определяемая на ненадрезанных образцах, при графитизирующем отжиге, например, высокопрочного чугуна, увеличивается от 10—20 до 20— 60 Дж/см2. Такое увеличение ударной вязкости происходит за счет уменьшения предела прочности, твердости и т. п. А снижение прочностных характеристик после графитизирующего отжига ограничивает возможности применения высокопрочного чугуна в технике. Графитизирующий отжиг очень мало повышает значения ударной вязкости, так как при этом увеличивается несплошность металла. Феррит высокопрочного чугуна более хрупок, чем феррит углеродистой стали, так как в нем, во-первых, растворено много элементов, охрупчивающих феррит, и, во-вторых, в структуре чугуна неблагоприятно распределены примесные элементы, растворенные в феррите. На примере высокопрочного чугуна было показано (см. рис. 2.35), что наибольшая концентрация кремния наблюдается на участках феррита, окаймляющих включения шаровидного графита. Кремний снижает ударную вязкость феррита и повышает температуру порога хладноломкости. Поэтому наличие обогащенных кремнием участков феррита вокруг включений графита приводит к резкому снижению ударной вязкости чугуна.

Графитизирующий отжиг не устраняет ликвации растворенных в феррите элементов. Только длительный и высокотемпературный гомогенизирующий отжиг приводит к ферритной основе высокопрочного чугуна. При этом устраняется ликвация кремния и других элементов, т. е. выравнивается химический состав в металлической основе чугуна. Это является причиной более значительного повышения пластичности и ударной вязкости материала. Например, гомогенизирующий

отжиг высокопрочного чугуна при 1050 °С в течение 10 ч повышает ударную вязкость до 100—150 Дж/см2. После гомогенизации содержание кремния в феррите с графитными включениями равно общему содержанию кремния в химическом составе чугуна, т. е. около 3 %. Но такое содержание кремния даже в стали делает ее хладноломкой при комнатных температурах. На чугуне это сказывается сильнее, так как он имеет много графитных включений — своеобразных микроконцентраторов напряжений.

Гомогенизирующий отжиг малоэффективен, хотя и увеличивает ударную вязкость и снижает температуру порога хладноломкости примерно до 0. Можно предположить, что более значительное снижение процентного содержания кремния вблизи графитных включений может существенно повысить ударную вязкость и снизить критическую температуру порога хладноломкости Tкр. Если в феррите вокруг глобул графита содержание кремния снизить до 1 %, то повысится ударная вязкость высокопрочного чугуна, а порог хладноломкости сместится в область отрицательных температур и станет близким к Tкр стали. Иными словами, для повышения ударной вязкости и существенного снижения критической температуры порога хладноломкости нужнo иметь в высокопрочном чугуне ликвацию кремния, обратную (противоположную) той, что получается при охлаждении отливок. Поскольку прямая ликвация кремния возникает в процессе охлаждения, т. е. термическим способом, следовательно, достижение поставленной цели получения обратной ликвации кремния в высокопрочном чугуне возможно обратными термодиффузионными процессами при ТО. На основании опытов по изучению термодиффузии кремния в феррите, проведенных на трансформаторном железе и динамной стали, установлено, что преимущественный эффект от термодиффузий в процессе нагрева наблюдается в том случае, если охлаждение производить значительно быстрее, чем нагрев. Опыты на высокопрочном чугуне подтвердили этот вывод. Получение обратной ликвации кремния в высокопрочном чугуне обусловлено преобладанием термодиффузии при нагреве над термодиффузией при охлаждении, поэтому при ТО фиксирующее быстрое охлаждение отливок следует производить сразу же после нагрева, т. е. без выдержки при постоянной температуре. В этом заключается качественное отличие ТО, преследующих цель получения обратной ликвации кремния в высокопрочном чугуне.

Таким образом, основными параметрами ТЦО в данном случае являются необходимая скорость нагрева изделий до температур несколько ниже точки Ac1 и высокая скорость охлаждения. Скорость нагрева должна быть достаточной для создания градиента температур в металле между графитными включениями, способного вызвать термодиффузию. Опыты показали, что для чугуна ВЧ 45-5 скорость нагрева должна быть не ниже 30—40 °С/мин, а охлаждения быстрыми — в воде или струе воздуха. Так как максимальная температура нагрева в данном случае должна быть ниже точки Ас1, то такая ТЦО названа нами низкотемпературной.

Итак, способ НТЦО высокопрочного чугуна с шаровидным графитом для получения обратной ликвации кремния в структуре чугуна состоит в следующем: образцы или изделия из высокопрочного чугуна, имеющие после литья перлитно-ферритную структуру металлической основы, 8—10 раз подвергают быстрому нагреву с v > 30 + 40 °С/мин до температур на 30—50 °С ниже точки Ас1 с последующим охлаждением в воде или масле. Для нахождения оптимального числа нагревов, необходимых при НТЦО высокопрочных чугунов, определяли зависимости ударной вязкости ненадрезанных образцов и твердости по Бринеллю (НВ) от числа циклов.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  15  16  17  ...  28  29  30  31  32 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.04.07   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

16:39 Трос стальной ГОСТ 3064-80 от 100 п.м.

16:37 Канат арматурный ГОСТ 13840-68

07:53 СВА-6 Установка акустическая для поиска мест повреждения кабеля

07:52 ”ГРОЗА-1” Комплекс для диагностики заземляющих устройств

07:51 ИПИ-10-МОЛНИЯ Высоковольтный измеритель параметров изоляции

07:50 ПБНИ-3 Блок низковольтных измерений переносной

07:49 АВ-60-0,1РП СНЧ установка высоковольтная для испытания кабеля

07:35 УПУ-6 Установка испытательная пробойная универсальная

07:33 К540-3 Измеритель параметров силовых трансформаторов

07:31 ГЗЧ-2500 Генератор звуковой частоты для поиска мест повреждения кабеля

НОВОСТИ

22 Октября 2017 17:17
Утилизация высоковольтного кабеля

17 Октября 2017 12:22
Вертикально-подъемный мост Тикуго (28 фото, 1 видео)

23 Октября 2017 17:08
Китайский выпуск рафинированной меди в сентябре вырос на 6,8%

23 Октября 2017 16:08
”ЕВРАЗ ЗСМК” освоил производство арматуры для рынков Польши и Нидерландов

23 Октября 2017 15:39
Японский экспорт стали в сентябре 2017 года упал на 6,7%

23 Октября 2017 14:50
”MidUral Group” объявляет финансовые результаты деятельности за 2016 год по МСФО

23 Октября 2017 13:57
”Селигдар” выступает за открытый рынок аффинажа

НОВЫЕ СТАТЬИ

Виды и особенности пружин

В чем заключается комплексная охрана строительных и промышленных объектов

Упаковка промышленного оборудования и грузов

Радиаторы отопления - особенности и применение

Ограждения из стекла для современных общественных и жилых зданий

Отделочная плитка - особенности и сфера применения

Уравнительные платформы - применение и особенности

Типы и особенности секционных ворот

Какие бывают складские услуги

Какими характеристиками отличаются провода

Дверные замки - какие надежнее?

Конструкции и рекомендации по выбору погрузочных эстакад

Душевые уголки: вид, форма и конструкция

Особенности выбора окон и их отличия

Хрустальные торшеры – роскошь, ставшая доступной

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает изготовление металлоконструкций.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.