6. Схемы теплоиспользования

В пром технологиях в качестве первичного источника энергии испол органич т-во (газ, мазут, уголь), нетрадицион источн энергии, эл энергия. В рез сжиган т-ва образ продукты сгорания (из раб камеры выходят с т-рой 1300°С, уходят в ОС при 700-850°С). Из-за высок т-ры – низкий КПД печного оборудования

. Теплота на выходе из технологич камеры печи – тепловые

отходы.Меньшую их часть– регенеративную –нужно возвратить втехнолог зону, т к эта часть равнозначна первичному т-ву. Оставшуюся часть – вэр (вторичн энергетич отходы) нужно использовать в смежных устройствах.

– –утилизационная часть отходов.

(для нагрев и термич печей машиностроител предприятий). КПД с учетом утилизационной части –энергетический, а схема теплоиспользования: тепловые

отходы+вэр – комбинированная.	.
–теплота, передаваемая т-вом, –расход т-ва,	– теплота доп продукта (пар,
гор вода, сжатый в-х).

Схема с внутренним теплоиспользованием

1,2,3–технологич зоны установки(например:нагревательная печь); 4–ус-во для регенеративного(внутреннего)теплоиспользования(у нас–для подогрева в-ха–окислителя – рекуператор; т–топливо; в-о–воздух-окислитель; тс–технологическое сырье; тпп–технологич полупродукт; дг–дымовые газы; то–тепловые отходы; вэр–вторич энергетич ресурсы.

Схема с комбинированным теплоиспользованием

1,2–технологич зоны печи; 3–воздухоподогреватель/рекуператор; 4–ус-во для утилизации вэр (у нас–КУ).

Мероприятия для экономии топливно–энергетических ресурсов (кроме использ теплоты уходящих ДГ):1–правильный выбор профилярабочего пространства; 2–↓ напряженности пода; 3–удлинение неотапливаемой теплоутилизационной части печи; 4–уплотнение и улучшение футеровки раб пр-ва; 5–минимизация пов-ти и совершенствование изоляции воздухо- иливодоохлаждаемых элементов

7. Операции термической обработки

Высокотемпературные пр. являются основой промышленных технологий получения целевого продукта из исходного сырья (чугун, известь, высоколегированная сталь).

Часто приходится сталкиваться с необходимостью повысить прочность или твѐрдость Ме или готового изделия или наоборот нужно сделать Ме более мягким, легко поддающимся обработке и то и другое получается с помощью термической обработки, заключающейся в нагреве Ме до определѐнной t с последующим быстрым или медленным охлаждением.

• основным видам термической

обработки	относят:	отжиг,
нормализация,	закалка,	отпуск,

старение.

ПЗ, ПО –полная закалка и отжиг, НЗ, НО –неполная закалка и отпуск, ВО, СО, НО –высокий отпуск,средний,низкий, А_с1,А_с3 – характерные t.

Стали содерж. 0,02-0,8% углерода – доэвтектоидные, 0,8% - эвтектоидные, 0,8-2,14% - заэвтектоидные.

ОТЖИГ заключается в нагреве стали(если доэвт.то выше А_с3, а заэвт.выше А_с1) с последующим медленным охлаждением вместе с печью. Если нагреть доэвт. ст. выше А_с1, то полной кристализации Ме не произойдѐт. Такую термич.обработку наз. не полным отжигом, кот.примен. для улучшения обрабатываемости резаньем. Такой отжиг проводят при t=750-770 со скоростью охлаждения 30-60 в час, чем выше легированность стали тем медленне еѐ охлаждают. Отжиг снижает твѐрдость, повышает вязкость стали, улучшает обрабатываемость и стабилизирует физ.сва-ва. Отжигу подвергаются: отливки, паховки.

НОРМАЛИЗАЦИЯ предназначена для улучшения структуры стали,снятия внутренних напряжений и улучшения условий обработки резанья. Отличается от отжига тем, что охлаждение производится не в печи, а на

в-хе. Норм-я осущ.для измельчения зерна Ме и увеличения его прочности. Для низкоуглер. ст. норм-ю применяют вместо отжига. Норм-я позволяет получить более чистую пов-ть заготовки после обработки. Твеѐрдость и прочность ст. при этом выше, чем после отжига. Норм-ю с послед. высоким отпуском производят при t=600-650 и часто исп-ся для исправления структуры легир. сталей.

ЗАКАЛКА заключ.в нагреве стали на30-50выше А_с3или А_с1.Принагреве ст. выше А_с3 закалку наз. полной, а выше А_с1- не полной. Охлаждение заготовок чаще всего производят в воде, легир.ст. – в масле.

Закалка не явл-ся окончательной операцией термич.обработки, т.к. ст. в рез-те закалки становится хрупкой и в ней возрастают внутр.напржения. Чтобы избавится от этого сталь после закалки отпускают. Инструментальную ст. подвергают закалке+отпуск для повышения твердости, прочности, износостойкости, а конструкционные ст. для повышения твердости и прочности/придания высокой пластичности и вязкости.

ОТПУСК ст.заключ.в нагреве закалѐнной загатовки доtниже А_с1,выдержки при этой t, нагреве и последующем охлаждении. Отпуск – окнчат.операция термич.обработки в рез-те кот. сталь приобретает оптимальные механ.св-ва. Отпуск частично/полностью устраняет внутренее напряжение, возник.в рез-те закалки. Низкий отпуск – с нагревом до t 250 , при этом внутренее напряж. в Ме,  прочность и улучшается вязкость, и это происходит без заметного снижения твѐрдости стали. Средний отпуск – при t 350-500 , примен. В основном для пружин, рессор. Обеспечивает высокую упругость и повышение выносливости Ме. Высокий отпуск – при t 500-600 , обеспечивает наилучшее соотношение прочности и вязкости. Термическая обработка состоит из закалки+высокого отпуска = улучшение. Улучшению подвергают среднеуглеродистые ст. к кот. предъявляются высокие требования по пределам текучести и выносливости, ударной вязкости. Самопроизкольный отпуск закалѐнных сталей при незначительном нагреве или без него, наблюдаемы с истечением времени наз.

СТАРЕНИЕМ.

Операции химико-термической обработки.

Высокотемпературные процессы явл-ся основой промыш. технологий, получения целевого продукта из исходного сырья(чугун, известь, высоколегир. стали и т.д).

Процессы ХТО сост.основу термич.технологий заготовит. и механосборочного пр-ва машиностроительных заводов. Эти высокотемп.технолог.процессы позволяют получить не только оптимальное сочетание прочности и вязкости обраб.изделий, но и требуемое состояние пов-сти, т.е. избавиться от очистных мероприятий и снизить припуски на механическую обработку. ХТО применяется: для измен.хим.состава и св-в пов-сти(твердости, износостойкости, коррозии, устойчивости и т.д.) Выполняется путем диффузий (внедримым) опред.эл-тов из внешней среды в поверхностный слой Ме с последующим его охлаждением. Насыщение пов-стного слоя как правило предшествует закалке к низкому отпуску. К ХТО относятся: цементация, нитроцементация, азотирование, цианирование, хромирование, алитирование и т.д.

ЦЕМЕНТАЦИЯ-это насыщение поверх-ого слоя Ме углеродом принагреве до тем-р 880-950ᴼС с послед-ей закалкой.ЦЕЛЬ:получ.высокой твердости и износоустойч.пов-сти детали. Цементации подвергаются детали из низкоуглер.стали с содержанием углерода 0,1-0,25%. При таком насыщении кол-во углерода может быть увелич.в поверхносн.слое загот.до 1-1,25%. Цемент.обычно производится после механической обр-тки деталей, а так же оставляют припуск для окончательной шлифовки.

НИТРОЦЕМЕНТАЦИЯ-диффузное насыщение пов-сти Ме из газовойсреды азота и углерода. Бывают 2 видов: низкотемпер-ая (при t=500-700ᴼС), высокотем-ая(840-930ᴼС).Т.обр.повышает изностойкость, усталостную и контактную прочность Ме,а иногда и коррозионную устойчивость, т.е. чаще всего применяется для увеличения надежности деталей машин.Производится в основном в газообр-ой среде.

АЗОТИРОВАНИЕ-поверхн-ое насыщение стали азота при нагреве доt=500-700ᴼС в аммиаке. Азотированию подтвергаются Ме для повышения твердости, износостойкости и коррозионной стойкости. Чаще всего азотированию подтвергают детали изготовленные из стали, алюминия и молибден (0,3Х13).

ЦИАНИРОВАНИЕ-одновременное пов-стное насыщение сталиуглеродом и азотом при тем-ре 530-550ᴼС.Оно может вып-ся в жидкой и газообр-ой средах. Цианирование применяют для повышения стоимости в спиральных сверлах и др.быстрорежущих инстр-ах и деталей сложной конфигурации. Произв. чаще всего в жидкой среде(расплав солей).

ХРОМИРОВАНИЕ-насыщение пов-стного слоя детали хромом сцелью повышения жаростойкости и жаропрочности. Например при хромировании обычных углеродистых стале й их жаропрочность будет достигать 1000ᴼС.

АЛИТИРОВАНИЕ-поверхностное насыщение стали алюминием наглубину от 20 мкм до 1,2мм. При этом сталь приобретает высокую окаленостойкость(при t до 850ᴼС). Применяется алитирование для топливных баков, газогенераторных машин, чехлов термопар и т.д.