Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   НОВОСТИ   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

12:48 Купим б/у горизонтально-расточные станки модели 2А622/Ф4

17:54 Литье под давлением, мехобработка на заказ

17:49 Уголки для кромки стекла

17:45 Пакеры 18 мм и насадки БРС оптом

17:38 Пресс-формы на заказ

01:14 Круги нержавеющие с резерва,

01:11 Круг прецизионный 50Н

05:13 Прессформы

21:52 Зеркала по индивидуальным размерам

19:18 Швеллер горячекатаный ГОСТ 8240-97

НОВОСТИ

2 Июля 2020 17:46
Современные машины для заготовки древесины в работе (подборка видео)

4 Июля 2020 12:25
”Русолово” рассчитывает произвести 2783 тонны олова в 2020 году

4 Июля 2020 11:09
”Электросталь Тюмени”: 3 миллиона тонн стали

4 Июля 2020 10:10
На судоверфи ”Звезда” создана специальная сварочная лаборатория

4 Июля 2020 09:31
На ”Петрозаводскмаше” запущен первый мобильный токарный станок

4 Июля 2020 08:48
”Силовые машины” продолжают оснащение сборочного производства газовых турбин

НОВЫЕ СТАТЬИ

Распространенные особенности и отличия новостроек и вторичного жилья

Основные виды ИБП

Особенности монтажа вентиляционных систем и воздуховодов

Видеонаблюдение на производстве и предприятии

Приобретение гражданства РФ гражданами Молдовы

Станки для лазерной резки труб

Станки для лазерной резки листового металла

Особенности лазерной резки листового металла

Важные особенности перевозки стройматериалов

Рассылки смс сообщений для продвижения товаров и услуг

Мягкая кровля - характеристики и применение

Нержавеющие фитинги - виды и применение

Уличные камеры видеонаблюдения - основные особенности

Штабелеры и другая складская техника

Металлочерепица - ее особенности и применение

Сталь конструкционная углеродистая

Сталь конструкционная низколегированная

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

 ГЛАВНАЯ   НОВОСТИ   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

2009-2019 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.