Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

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

Полезные статьи -> Обработка металлов -> Термообработка -> Термообработка в кипящем слое -> Цементация в кипящем слое -> Цементация в кипящем слое

Цементация в кипящем слое

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3 

Значение P можно найти из опытов по цементации образцов. Обработка дала Р = 290. 10-7 см/с. Расчеты показывают, что при столь большом значении Р и D 2. 10-7см2/с (при 925° С и 0,7% С) концентрация углерода в поверхностном слое отличается от предельной менее чем на 20-10% при т > 0,7- 3 ч. Таким образом, практически для всех значений т, приведен

ных, можно приближенно применять формулу, справедливую при граничных условиях первого рода.

К сожалению, получить значение концентрации углерода на поверхности из результатов послойного анализа, поскольку для снятия стружечной пробы образцы подвергали отжигу при 650° С в течение 1 ч, при котором, по-видимому, происходит некоторое перераспределение концентраций. Образцы из стали 20 охлаждали после цементации не в воде, как из стали 18Х2Н4ВА, а в холодном кипящем слое, и в результате более медленного охлаждения могло происходить некоторое обезуглероживание поверхности. Поэтому расчет по формуле (II-42) проводили для нескольких значений Сп, а затем выбирали кривые, наилучшим образом соответствующие экспериментальным точкам для данного значения т. Как видно, рас

четное распределение углерода неплохо совпадает с экспериментальными данными, причем расчетная поверхностная концентрация для стали 20 составила 1,3-1,4% С, а для стали 18Х2Н4ВА 1,4-1,5% при всех значениях т.

Полученные в кипящем слое скорости науглероживания в 3-5 раз выше, чем при обычной газовой цементации. Зерно после цементации в кипящем слое получается значительно мельче (10-12 баллов), чем после цементации по серийной технологии (8-9 баллов).

Режим термообработки и результаты испытаний далее приведены здесь -

Для равномерного перемешивания добавляемого сырого газа с эндогазом и получения одинакового углеродного потенциала по всему объему слоя вплоть до зоны вторичного дутья необходимо обеспечить равномерную раздачу газа-карбюризатора. В работе опробованы три конструкции устройства для добавки газа-карбюризатора. В первой конструкции газ-карбюризатор раздавали через 11 стальных колпачков беспровального типа, во второй применяли пористую керамику, заключенную в стальной решетчатый корпус. Обе конструкции оказались неудачными, потому что уже через 20-30 ч работы забивались сажей, выделяющейся при крекинге метана. Лучшие результаты по равномерности и отсутствию забивания были достигнуты при подводе добавочного метана через восемь идущих из центра радиальных коллекторов с равномерно расположенными на них тридцатью горизонтальными соплами. При большой скорости газа в коллекторах он не успевал сильно нагреваться и разлагаться. В ряде случаев более удобной может оказаться схема, в которой эндогаз, получаемый в отдельно стоящем эндогенераторе, смешивается с необходимым количеством метана, а готовая смесь поступает в кипящий слой инертного материала в качестве псевдоожижающего и цементирующего агента. Такая установка дороже, но надежнее в работе. Опыты показали, что при определенных добавках метана в этой схеме также можно получить высокий углеродный потенциал и большую скорость цементации.

Приведены результаты исследования цементации в электротермическом слое. Еще в 1962 г. был описан способ цементации в кипящем слое с применением частиц углерода, ожижаемых метаном. В кипящем слое угля находятся два электрода, между которыми размещено изделие. Цементация идет за счет применения постоянного пульсирующего тока высокого напряжения (500 В) частотой 100 импульсов и силой тока 0,9 А/см2. При этом образуется сильный электрический разряд, вызывающий повышение температуры изделий и образование активного углерода, диффундирующего в металл. За 2 ч получается цементированный слой глубиной 0,9 мм. Способ требует сложного оборудования и его можно применять только для деталей простой конфигурации.

При прохождении электрического тока через кипящий слой проводящих частиц в местах контакта между ними и с поверхностью деталей и электродов возникают электрические разряды (микродуги). По мнению авторов работы, эти разряды интенсифицируют процесс сублимации твердого углерода с поверхности псевдоожижаемого углеродсодержащего материала (чаще всего используют графит) с последующей адсорбцией атомарного углерода поверхностью деталей. В результате, при пропускании переменного тока через кипящий слой процесс цементации существенно ускоряется по сравнению с обычной цементацией твердым

карбюризатором, каковым фактически и является псевдоожижаемый материал. Так, при псевдоожижении воздухом тех же частиц графита с косвенным (через стенку аппарата) нагревом слоя скорость цементации при 15 > 1050° С была втрое ниже, чем при прямом нагреве током, а при ожижении техническим азотом атмосфера в слое была практически нейтральной во всем исследованном диапазоне температур.

Содержание углерода в фольге из стали 08 кп (толщина не указана), выдержанной в электротермическом кипящем слое в течение 30 мин, увеличивается с = 0,6% при 1000-1025° С до 1,3- 1,5% при 1125° С, причем при псевдоожижении слоя инертными газами (аргон, азот) оно при t < 1075° С выше, чем при ожижении воздухом, а при t > 1075° С ниже. Следовательно, углеродная активность такого слоя остается весьма низкой вплоть до 1000-1050° С, причем кислород, содержащийся в псевдоожижающем агенте, уменьшает ее, поскольку при этих температурах при сгорании графита образуются еще заметные количества С02. Низкий углеродный потенциал среды приводит к обезуглероживанию такой же фольги из стали У9А при температурах ниже

1025° С (при ожижении инертным газом) или 1040° С (при ожижении воздухом). Интересно, что при 1125° С и том же времени выдержки содержание углерода в фольге из У9А было заметно выше (- на 0,25%), чем из стали 08 кп; при ожижении воздухом выше (-1,75%), чем при ожижении инертным газом (1,65-1,7%). Это, во-первых, говорит о том, что равновесное содержание углерода в фольге в этих опытах не достигалось, а во-вторых, что при высоких температурах образующаяся при горении окись углерода (а может быть и водород, получающийся в результате взаимодействия паров воздуха с графитом) способствует цементации.

В соответствии со сказанным, цементация в электропроводном кипящем слое возможна лишь при температурах, превышающих для разных сталей 1025-1050° С. Глубина цементационной зоны резко увеличивается с температурой, поскольку при этом резко возрастают как углеродный потенциал среды, так и коэффициент диффузии. Авторы работы считают оптимальными для цементации в электротермическом кипящем слое температуры 1075-1100° С, указывая тут же, что в микроструктуре сталей, цементированных при этой температуре, нет заэвтектоидной зоны. При цементации стали 25 при 1100° С в течение 30 мин содержание углерода в поверхностном слое не превышало 0,95% при глубине цементационной зоны 1,2 мм. К сожалению, микроструктур и результатов послойного анализа нет. Микротвердость поверхностного слоя образцов из сталей 25, 12ХЗНА и Х17Н2, цементированных при 1100° С в течение 30 мин, составляет после закалки HV200 (770-800), а для стали 18ХНВА HV200700. При температуре, превышающей температуру плавления эвтектики железо-цементит (1130° С), и длительных выдержках поверхность цементируемой детали пересыщается углеродом и оплавляется. Однако цементацию на небольшую глубину (до 0,6- 0,8 мм) авторы считают возможной даже при температуре, превышающей 1200° С. При 1280° С, например, и цементации в течение 3 мин глубина диффузионной зоны составляет 0,61; 0,36; 0,23 и 0,08 мм соответственно для сталей 25, 12ХН3А, 18ХНВА и Х17Н2. Микротвердость поверхностного слоя стали 25 увеличилась до HV200 850, а для остальных сталей она составляет HV200-750.

Содержание углерода в поверхностном слое составляет при этом режиме 1,2% (по массе).

Увеличение поверхностной концентрации при одновременном уменьшении глубины диффузионной зоны говорит о том, что углеродная активность среды и коэффициент массоотдачи растут с повышением температуры быстрее, нежели коэффициент диффузии. Следовательно, при рекомендуемых температурах 1075- 1100° С полученные скорости цементации далеко не являются предельными с точки зрения возможностей диффузионного процесса.

В работе указано, что интенсивность цементации в электротермическом кипящем слое зависит от скорости псевдоожижения, напряжения электрического тока, расположения детали по отношению к электродам (вблизи электродов цементация интенсивнее, чем вдали от них, а сторона детали, обращенная к электроду, цементируется интенсивнее, чем противоположная) и ряда других факторов. В слое мелких частиц графита (127 мкм) цементация идет, судя по данным, несколько быстрее, чем в слое более крупных (300 мкм). Внедрению такого способа должны предшествовать более подробные исследования и отработка технологии применительно к конкретным деталям.

По данным авторов, резкое ускорение цементации в эндотермическом кипящем слое наблюдается при переходе с переменного на постоянный ток. Исследования проводили как при размещении цементируемых образцов между электродами, так и при использовании образца в качестве одного из электродов - катода. В последнем случае ионизированные в микродугах атомы углерода доставляются к поверхности металла и диффундируют в самом металле не только под действием градиента концентраций, но и под действием электрического поля. Существенное влияние последнего фактора иллюстрируется следующим опытом. На поверхности цилиндрического образца из стали 45 была сделана резьба и его плотно ввинчивали в графитовый стакан. После выдержки этой сборки в кипящем слое графита 127 мкм с температурой 900°С в течение 35-60 мин на поверхности образца образовался обезуглероженный слой. Концентрация углерода увеличивалась от поверхности к сердцевине образца, где достигала величины 0,7%. Как и во всех опытах, в которых образец служил катодом, его температура была выше температуры кипящего слоя (в данном опыте 1100° С). Из-за отсутствия микродуг между поверхностью образца и графитовым стаканом поверхность в этом опыте не снабжалась углеродом, в то время как от поверхности к сердцевине образца происходил его электроперенос.

К сожалению, количественно интенсивность диффузии не изучена (послойный анализ не проводили), а приведенные качественные данные следует рассматривать как поисковые.

Так при выдержке образца в течение 15 мин в кипящем слое графита 50 мкм температурой 800° С (образец не был электродом) тонкий поверхностный слой имеет структуру доэвтектоидного чугуна, а при выдержке 20 мин структура поверхностного слоя мартенситная, т. е. содержание углерода, по-видимому, меньше. После выдержки в течение 15 мин в слое температурой 1000° С поверхность образца (он тоже не был электродом) оказалась оплавленной, хотя температура плавления эвтектики железо- углерод 1130° С. В то же время в слое более мелкого (127 вместо 350 мкм) корунда оплавления не наблюдалось даже при 1100° С и при такой же выдержке. После выдержки в течение 15 мин образец оплавлялся при 1050° С и когда он служил катодом.

В заключение авторы указывают, что при температуре псевдоожиженного слоя 970° С (температура детали не указана) для получения концентрации углерода на поверхности детали 0,8% при глубине цементированного слоя 0,8-1,0 мм потребовалось 40 мин.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.05.21   

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

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

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

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

15:02 Правильно гибочный станок TJK

13:26 круг чугунный

11:52 Гайка ГОСТ 8918-69

11:51 Муфта Ду 15-Ду 50

11:48 Шурупы ГОСТ 1144-1146-80

11:48 Штифты конические и цилиндрические

11:47 Шплинт нержавеющий ГОСТ 397-79 Ст.12Х18Н10Т

11:46 Заклепка стальная ГОСТ 10300-80

11:45 Заклепка стальная под молоток

11:45 Фитинги оптом

НОВОСТИ

28 Июня 2017 17:05
Подборка необычной сельхозтехники

22 Июня 2017 18:37
Поворотный пешеходный мост через реку Халл в Англии (11 фото, 1 видео)

28 Июня 2017 17:28
Южнокорейский импорт железной руды в мае 2017 года упал на 411 тыс. тонн

28 Июня 2017 16:25
”Полиметалл” в 2016 году потратил $10 млн. на разведку колымских участков

28 Июня 2017 15:34
Ближневосточный выпуск стали в мае вырос на 0,7%

28 Июня 2017 14:11
В строящемся цехе электролиза меди ”Уралэлектромеди” смонтируют около 10 км трубопроводов

28 Июня 2017 13:21
Китайский импорт стального лома за 5 месяцев вырос на 36,5%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Греющий кабель для труб - основные виды

Принцип работы и особенности эксплуатации бытовых автоматических выключателей

Графит и изделия из него от производителя

Зачем переплачивать за бренд при покупке ИБП

Промышленные компрессоры в ассортименте

Саморез или самонарезающий винт для профнастила. Основные виды и характеристики

Защита металла при помощи композитных технологий CERAMET

Надежные замки для дверей офисов и домов

Банкротство юридических и физических лиц

Как организовать офисный переезд?

Основные аспекты проектирования и планирования дома

Мегоомметр, его разновидности и правильный выбор

Садовая спецтехника от компании Техно-Дача

Особенности поиска работы в промышленности

Проектирование и возведение частных домов

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  

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.