4 Тетік пен дайындаманы термиялық өңдеу операциясының уақыт мөлшерін есептеу

Термиялық өңдеу мақсаты – болатта қамтамасыздандыратын қасиеттері анықталған құрылым, құрамын түзу болып табылады. Термиялық өңдеу ұзақ уақыттылыққа тікелей әсерін тигізеді [9].

Тісті дөңгелек қалыптастыруға, ЖЖТ шынықтыруға, төменгі жұмсартуға түседі.

Қыздырудың уақытын есептеу үшін, тісті дөңгелек қандай дене түріне (жұқа немесе массивті) жататынын анықтау керек. Ол үшін Био критерийін анықтау керек:

• егер Bi>0,25 болса, онда бұйым массивті денеге жатады;

• егер Bi<0,25 болса, онда бұйым жұқа денеге жатады және ол мына формуламен анықталады

Bi= (4.1)

Мұндағы s – дененің сипаттамалық өлшемі, 0,356 м;

α – жылу беру коэффициенті, 130 ккал/м^2.;

λ – жылу өтімділік коэффициенті және ол 25 ккал/м^2..

Био (Bi) критерийінің шамасын анықтау үшін жылу беріліс коэффициентінің металға қатысты қосынды мәнін табу керек:

α_жал =α_конв.+ α_сәул. (4.2)

мұндағы α_конв – конвекция жылу берілісінің коэффициенті, пеш үшін орташа мәні 11,8 Вт/(м^2.К);

α_сәул. – сәулелендіру жылу берілісінің коэффициенті, мәні (4.3) – формула бойынша табылады

_сәул = С_гкм∙ (4.3)

мұндағы, С_гкм – электр пештерде қыздыру кезіндегі коэффициенті (қорғаныс атмосфера), 1,5 Вт/(м^2.К) деп алынады.

α_сәул=

α_сәул=40,18 Вт/(м²•К).

(4.2) формуласына қойып, α_жал=51,98 Вт/(м²•К) табамыз.

Алынған мәндерді (4.1) – формулаға қоя отырып, мынаны аламыз:

Bi=

Bi>0,25 болғандықтан, массивті денеге жатады.

Денені қыздыру уақытын анықтау.

τ_қ= (4.4)

мұндағы, g– тетік салмағы, 15 кг;

С – жылусыйымдылық және ол 0,16 кДж/(кг•К)-ға тең;

Т_С – металдың орташа температурасы, ^оС;

Т_м.бас. және Т_м.соң. – металға сәйкес бастапқы және соңғы тем-пературасы, ^оС;

Ғ – бұйымның активті ауданы, м².

Активті аудан мына формуламен анықталады:

F=2πR(R+L) (4.5)

F=2×3,14×39,5×(39,5+80)=2964,17 мм²=0,29 м².

Термиялық өңдеу 860 ^оС температура кезінде қалыптастыру үшін тісті дөңгелектің қыздыру уақытын табамыз:

τ_қ= lg мин.

Қалыптастыру үшін ұстау уақытының есебі (4.6) формуламен анықталады:

τ_ұст=10 мин.+1мм.шартты қал. (4.6)

τ_ұст=10мин+15=25 мин.

Қалыптастырудан кейінгі салқындау уақыты суыну жылдамдығы бойынша алынады, ауада 3 ^о/с тең, құрылымы 30 НRС қаттылығымен сорбит, суыну уақыты 47,7 мин болады.

200 ^оС температура кезіндегі төменгі жұмсарту үшін

τ_Н= ln мин.

Төменгі жұмсарту үшін (4.7) формула бойынша анықталады

τ_ұст = (4.7)

τ_ұст = мин.

Төменгі жұмсартудан кейінгі салқындату уақыты салқындау жылдамдығына байланысты алынады, ол 200 º/сағ. Құрылымы 56 НRС қаттылығымен босатылған мартенсит болады.

830 ^оС температура кезіндегі шыныққан бетте тетіктің қызу уақытын есептеу.

Қабатқа 2 мм өтімділікті қамтамасыз ететін ток жиілігін мына формуламен анықтаймыз:

F= ² (4.8)

мұндағы, б_к – қабат қалыңдығы, мм.

F= ² =70 кГц.

20-730 ^оС температурасындағы ток жиілігінің интервалы 70000 Гц.

Беттің қызуын Кюри нүктесіне дейін (4.9) формула бойынша жалғастырамыз:

(4.9)

мұндағы, g – меншікті қуат, 10⁷ Вт/м²;

λ – жылу өткізгіштік коэффициенті, 42 Вт/(м²×К);

а – температура өткізгіштік коэффициенті, а=0,9×10 ^–5 м²/сек.

τ= (4.10)

τ= сек.