Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Вакуумные прокатные станы

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

27.10.2023

Размер:

40.29 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2420 21 22 23 24 > Следующая >>>

Выражение (54) пред ставляет собой интеграл ошибок (Гауссовский ин теграл), значения которого


находятся			в	таблицах
[13]. Задаваясь				значения
ми	С/С0,		t, Т,	а	также
подставляя			значение			со
ответствующего				коэффи
циента		диффузии и			нахо
дя Z по таблицам, можно
рассчитать			величину		про
никновения				вольфрама
заданной			концентрации.
Считая		скорость		прокатки
равной		0,1	м/сек	и учиты
вая	геометрию			валков		и
прокатываемой				полосы,


получим,			что площадь ши
риной		1	мм	и		длиной,
равной		ширине			обрабаты
ваемого			образца,			будет
контактировать					с валками
около		0,1	сек.
В	табл. 27				приведена
рассчитанная					теоретиче
ски	глубина			проникнове
ния	вольфрама				в	валки
для	С/С0		== 0,5		при раз

ных температурах контак та. Из таблицы видно, что


диффузия			вольфрама				при
температуре					контакта
1000°		С	(температура				об
рабатываемого					металла
1500° С)			возможна			только
на	валках			из стали			мар
ки	9ХСВФ			на	глубину
порядка			80	Â.
	Таким		образом,			нали
пание		металла			на	валки
при	высокотемпературной
прокатке			в	вакууме,			яв
ляющееся				результатом
взаимодействия						пласти
чески		деформируемого на
гретого металла					и	упруго
деформируемого						относи-

о as

-S* eo

s 2

х s

м tu

S a

ев О.

ѵо та та

о x (-

>,s ч £

eu SS

s eu m X

>.o

4 *

X 2

\0 X

2 S

G. eu

Я 4

° * S о

: g e	я
ш °	о

< та

ю"

со"

СО

о . -ф"

СО

со"

o f

^СО сз

иS ш

°—Г		°.
со"—		"ф"
I	I	I
со es		іо
	ю"	со"
° о о		Я.
оо	—	г-
I	I	I
о_о_		о_
со" со"		со"
- Ф " Ю "		--ф"
I	I	I
со тг*
LO —•		OO
I	!	I
іл	о	о
^f"^h"		LO
		LO
CS CS		со"
		I
		СО
		со"
OO CO
I	I	о .
О	LO	LO"

c o " M

LO_ со"

оо I

со"~	LO_
	со"

oo cs

ОLO

=s s

>sSs

о s я о

H <

е	Ѳ
CS	S

m Ѳ

иOO

CS CO

X SS		CS
- Ф		X
LO	CO Tf
	CO Tf	CO

13 А . В . К р у п н ы и д р .

193

Т а б л и ц а 27

Возможное проникновение вольфрама в валки

	К о э ф ф и ц и е н т д и ф ф у з и и			В о з м о ж н о е п р о н и к н о в е н и е
Т е м п е р а т у р а	в о л ь ф р а м а	в	см2/сек	в о л ь ф р а м а	в см
Т е м п е р а т у р а
к о н т а к т а
в °С	в с п л а в В К - Ю	в	с т а л ь марки	в в а л к и из с п л а в	в а л к и из с т а л и
	в с п л а в В К - Ю		9 Х С В Ф	ва В К - Ю	9 Х С В Ф
1500	6 - Ю " 1 1		1,6-Ю"8	2,32-10-6	3 , 3 8 - Ю - 5
1400	2,1-10"1 1		5 -10"9	1,36-10-6	2 , 1 2 - Ю " 6
1300	5,6-10"1 2		1,4 М О " 8	7,1 - 10 -7	1,12-Ю-5
1200	1,26 • Ю - 1 2		3,16- Ю " 1 0	3.36- 10-'	5,34-10-6
1100	2 , 1 - Ю " 1 3		5,6-10-"	1.37- Ю " 7	2,25-10-«

тельно холодного инструмента, определяется комплексом явле ний сцепления, характеризуемых процессами электронного взаи модействия; теоретически показана возможность протекания сопутствующих сцеплению процессов диффузии.

На основании исследований стойкости валков против налипа ния и изучения изменения их структуры и свойств в процессе ра боты в условиях низких парциальных давлений активных газов для высокотемпературной прокатки в вакууме и в среде инерт ного газа можно рекомендовать валки из металлокерамического материала на основе карбидов вольфрама (ВК-Ю, ВК-15). При наличии подогрева валков возможно также применение металло керамического материала на основе карбидов хрома ХН-15.

Для высокотемпературной прокатки в вакууме и в среде инерт ного газа металлов с низкой упругостью диссоциации окислов та ких, как цирконий, ниобий, ванадий, тантал, обладающих малой склонностью к налипанию, в качестве материала валков, помимо указанных, можно рекомендовать стали мартенситно-карбидного класса (ЗХ2В8Ф, 45Х2СВ2МФ и др.).

Г л а в а VI.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВАКУУМНЫХ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ

Для промышленного освоения нового метода обработки давле нием необходимо создание специального оборудования для пласти ческой деформации в условиях высоких температур и низких остаточных давлений.

Разработка совершенных конструкций вакуумных прокатных станов невозможна без проведения комплексных исследований особенностей высокотемпературной пластической деформации в условиях низких парциальных давлений активных газов.

Для конструирования вакуумных систем прокатных станов необходимо изучение состава остаточных газов в камерах на всех стадиях процесса деформации: при нагреве, деформации и охлаж дении металла.

Для определения мощности электродвигателя и проведения расчетов на прочность валков и других деталей станов требуются исследования показателей прокатки в вакууме и температурных условий процесса, в значительной мере отличающихся от соответ ствующих параметров и условий прокатки в воздушной среде.

1.МДСС-СПЕКТРОЖТРИЧЕОКИЙ АНАЛИЗ ГАЗОЗ ПРИ ПРОКАТКЕ

ВВАКУУМЕ

В литературе почти отсутствуют результаты анализа состава остаточных газов в вакуумных системах прокатных станов. Дан ные измерения парциальных давлений газов необходимы для рас

четов вакуумных систем прокатных станов и проведения техноло
гического	контроля качества изделий, полученных			прокаткой
в вакууме; они позволяют правильно характеризовать				состояние
системы и	способствуют	изучению	взаимодействия	металлов
с газами.
Анализ	газов вакуумной	системы	прокатного стана	масс-спек-

трометрическим методом проводили		на установке ДУО-170 ИФТТ
АН СССР [5, 40, 54].
Установка для	анализа газов	состоит из время-пролетного
масс-спектрометра	типа МСХ-ЗА,	датчик которого	присоединен
к нагревательной	камере, и системы напуска газов,		соединенной
с нагревательной камерой с помощью натекателя			игольчатого
типа. Масс-спектрометр работает		в диапазоне регистрируемых
масс 1—250 м. е. с разрешением не менее 30 м. е.

13*

195

Диапазон			рабочих давлений	прибора	равен 10~4 —
10"9	мм	рт.	ст. Чувствительность по аргону была не больше
1,5-	Ю - 8	мм	рт. ст.

С помощью кинофотоприставки возможна одновременная съемка показаний экрана индикатора, электронного секундомера, декатронов и устройства регистрации номера опыта. Максималь ная относительная ошибка прибора была равна ± 5 % .

При быстрых изменениях состава газов прибор работал в ре жиме непрерывной регистрации спектра масс со временем разре шения при киносъемке с экрана до 0,03 секи регистрацией времени съемки каждого спектра относительно начала изучаемого явления. Визуальное наблюдение спектра во время опытов велось постоянно.

Масс-спектрометр калибровали методом давления						по	чистым
газам	H 2 ,	Не,	СО,	N 2 , 0 2	и С 0 2 . Полученные линейные		зависи
мости	ионных		токов от давлений подтвердили молекулярный
режим	течения		газов.
Значения давлений газов определяли с учетом эффективности
ионизации		по	формуле
где Р — истинное				давление	газов;
Рк	— кажущееся давление газа;					к	данному
R — относительная чувствительность манометра
	газу.
Относительная				чувствительность не зависит от конструкции

ионизационных манометров и согласно исследованиям С. Дэш-

мана и	Ф. Янга не может быть определена с точностью выше
± 2 0 % .	Были приняты следующие коэффициенты относительной
чувствительности: для сухого воздуха и				азота R = 1, для водо
рода R	— 0,46, для	углерода R	1,11,	для кислорода R =• 0,95
и для	углекислого	газа R == 1,53.

Анализ синтетических смесей газов (табл. 28) показал вполне удовлетворительную сходимость результатов. Максимальная от

носительная		ошибка при этом не превышала ± 1 0 % .
					Т а б л и ц а 28
Результаты	анализа синтетических смесей
		П е р в а я с м е с ь ,		С о с т а в , о п р е д е л е н н ы й на м а с с -
		П е р в а я с м е с ь ,	В т о р а я с м е с ь ,	с п е к т р о м е т р е
Гааз	•	с о с т а в л е н н а я	с о с т а в л е н н а я
		на м е х а н о т р о н е ,	на м а н о м е т р е	П е р в а я с м е с ь	В т о р а я с м е с ь
		в %	М а к л е о д а , в %	П е р в а я с м е с ь	В т о р а я с м е с ь
				в %	в %
N 2		67,7	9,5	64,2	10,2
N 2		21,6	76,6	22,1	73,4
c ô 2		10,7	13,9	11,2	12,5

196

Парциальное		давление газов подсчитывали по формуле
				Рі =	lilt,
где Pt	— парциальное давление				газа	в мм рт. ст.;
if	— интенсивность,			зависящая		от конструкции прибора и
	сечения	поля		ионизации		газа;
%t	—• константа,		зависящая		от конструкции прибора и се
	чения поля		ионизации		газа.

Для учета флуктуации при работе прибора, а также нестабиль ности работы электронного умножителя при каждом включении проводили калибровку по гелию.

В общем случае при изменении парциальных давлений газов корреляция между типом газа и массовым числом не всегда оче видна. Это в особенности справедливо для случая большой вели чины массы, когда приходится принимать во внимание несколько возможных фрагментов. Кроме того, молекулы газа, присутствуюющие в ионном источнике, всегда оказываются в той или иной сте пени диссоциированными, а возможно, и многократно ионизи рованными.

Наконец, следует принимать во внимание продукты реакций, которые могут протекать в самом ионном источнике.

Иногда в спектре масс наряду с соответствующими основными пиками появляются еще и так называемые гармоники. Например, при ионизации водяного пара возможно появление в различных

сочетаниях семи видов	ионов: 1 Н+, 2 Н ^ ,		1 6 0 + , 1 7 Н 2 0 + ,	1 8 Н 2 0 + ,
1 9 Н 2 0 + , 3 2 0 ^ . В случае пропана С 3 Н 8		получается уже 21		тип ионов
с массовыми числами	от 1 до 45.	Пары	обычных углеводородов

дают в спектре практически все значения масс, начиная с m = 12, при этом пик с максимальным значением ионного тока не обяза тельно должен соответствовать ионам первоначальной молекулы. Однако при неизменных условиях ионизации отношение интен сивности пиков различных фрагментов является постоянным. Если при этом фрагменты различного происхождения имеют ту же массу и накладываются на один пик спектра, то количественный анализ становится трудным.

Обычно встречаются газы N 2 и СО, имеющие одно и то же мас совое число 28.

Масс-спектрометр типа МСХ-ЗА, как и все обычные приборы для измерения парциальных давлений, не обладает таким раз решением (2300 м. е.), которое необходимо для разделения этих газов по дефекту массы. Поэтому при анализе принимались во вни мание фрагменты первоначальных молекул, интенсивности пиков которых при определенных условиях ионизации находились в по стоянном отношении.

Идентификация азота и окиси углерода производилась по фрагментам 1 4 N + и 1 2 С + с учетом вклада, вносимого фрагментами углеводородов.

197

Результаты расшифровки спектра масс остаточных						газов	Т а б л и ц а 29
Результаты расшифровки спектра масс остаточных						газов
П а р а м е т р ы			2 „ +			1 8 н2 о+		28СО+
Ионный ток в	относитель
ных единицах		в	3		2,6			11,3
Парциальное	давление	в	3,4-10-'			5 • Ю - 7		3,2-10-«
			3,4-10-'			5 • Ю - 7		3,2-10-«
Соотношение давлений в %			3,4			6		28,6
П а р а м е т р ы				3 2 0	+	4 4	со +	У г л е в о д о
П а р а м е т р ы				и	2		со +	роды
Ионный ток в	относитель-		4,7	2.			1,4
Парциальное	давление	в	4,7	2.			1,4
Парциальное	давление	в	1,2-10-'
мм рт. ст.			1,2-10-'	3,4-10-' 2,75-10"'				4,24.10-«
Соотношение давлений в %			11,0	3,8			2,7	44,4

Результаты расшифровки спектра масс остаточных газов до введения образца в нагревательную камеру приведены в табл. 29.

Ввиду большой трудности проведения калибровки по парам воды парциальное давление 1 8 Н 2 0 определяли с помощью равен ства

if	Р-
l f - C -	P Ï -

Множитель С имеет постоянное значение почти во всех случаях. Для проведения опытов были использованы сплавы на основе железа и никеля НЧ2, Н29К18, НИВО-3, химический состав кото

рых приведен в табл. 30.
Температура	нагрева		перед	прокаткой		составляла 1100°С,
продолжительность		нагрева 15 мин,			скорость прокатки 0,1				місек,
степень деформации		25 и	6%.
Химический состав	сплавов на основе			железа и никеля			Т а б л и ц а 30
Химический состав	сплавов на основе			железа и никеля
			С о д е р ж а н и е э л е м е н т о в в %
Сплав						w	с	р	s
	F e		Ni		Со	w	с	р	s
Н Ч 2	Основа		42,35				0,005	0,001	0,001
Н29К18		»	28,95		17,95		0,004	0,001	0,001
НИВО-3			Основа			3,2	0,005	0,001	0,001

198

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2420 21 22 23 24 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
25.10.202317.18 Mб40Вайнштейн Л.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике.pdf
#
23.10.20234.55 Mб3Вайсман М.Д. Режимы и способы пуска блоков сверхкритического давления учеб. пособие.pdf
#
19.10.20234.3 Mб7Вайсман, Д. И. Основы экономики метизного производства учеб. пособие.pdf
#
29.10.20232.63 Mб10Ваксер Э.Б. Электронные лампы для радиовещательных приемников и телевизоров.pdf
#
22.10.202317.82 Mб20Вакуумная металлургия [сб. ст.].pdf
#
27.10.202340.29 Mб18Вакуумные прокатные станы..pdf
#
24.10.20239.27 Mб13Валиев Т.А. Передача данных по ЛЭП.pdf
#
22.10.202317.38 Mб25Валиев, С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов.pdf
#
20.10.20238.76 Mб22Вальднер, О. А. Техника сверхвысоких частот. Учебная лаборатория учеб. пособие.pdf
#
23.10.20237.33 Mб18Вальков К.И. Введение в теорию моделирования.pdf
#
29.10.20232.47 Mб8Вальковский Э.Г. Электромонтер-наладчик средств автоматизации.pdf