9.3. Технология термической обработки стали и чугуна

Общие сведения

Режим термической обработки определяется заданной темпе­ратурой нагрева, скоростью нагрева, выдержкой при заданной температуре и скоростью охлаждения.

Ниже будет рассмотрено влияние каждого параметра ре­жима на процесс обработки и состояние обрабатываемого ме­талла.

Нагрев металла осуществляется в специальных нагреватель­ных устройствах.

Нагревательные устройства.

Для нагрева изделий при тер­мической обработке применяют печи и ванны. По источнику тепла различают печи электрические и пламенные, последние работают на жидком или газообразном топливе.Иногда изделия нагревают в электролитах.

По конструкции или принципу действия различают__термические печи периодического и непрерывного действия. Печи периодического действия в свою очередь разделяют на механизировандые и немеханизированные, к первым из них относят камерные печи с неподвижным или выдвижным подом, печи-ванны, колпаковые, элеваторные, а к немеханизированным — камерные, шахтные и печи-ванны (масляные, соляные, свин­цовые) . Механизированные печи непрерывного действия — это карусельные, барабанные, с шагающим подом, рольганговые,

толкательные, конвейерные и др., их применяют при массовом и серийном производстве. Загрузку изделий в эти печи осу­ществляют при помощи конвейеров, рольгангов или толкателей. Печи периодического действия являются универсальными, при­меняемыми для всех видов термической обработки.

В зависимости от среды в рабочем пространстве различают печи с воздушной и защитной атмосферой, а также печи с закрытым рабочим пространством, к которым относят вакуумные и муфельные печи, печи-ванны и т.д.

Термические печи с контролируемой газовой атмосферой для защиты нагреваемых деталей от окалинообразования и обезуглероживания имеют широкое применение. Защитную контролируемую газовую атмосферу получают сжиганием уг­леводородов с воздухом или парами воды. Воздух используют тогда, когда желательно иметь в газовой смеси больше азота, а пар — когда азот в больших количествах не желателен. Применяют также защитную атмосферу из чистых газов - водо­рода, аргона, гелия и др: Защитную атмосферу получают в эндо- или экзотермических газовых генераторах.

На рис. 9.5 приведена камерная электрическая печь с за­щитной атмосферой СНЗ-2,5.5.1,7/10. Печь имеет металличе­ские нагреватели 2, расположенные на поду 5 и стенке 4 рабо­чей камеры. Защитная атмосфера вводится по газопроводу 3 через заднюю торцовую стенку. В нижней части кожуха 6 печи крепится трубопровод 7 для подачи газа и воздуха, которые при горении создают пламенную газовую завесу при открывании заслонки /. Эти печи применяют для отпуска, отжига, нор­мализации и закалки. Максимальная температура нагрева 1000 °С.

Печи-ванны применяют для нагрева мелких изделий при от­жиге, отпуске, закалке, старении, химико-термической и дру­гих видах термической обработки. Они обеспечивают равно­мерность и высокую скорость нагрева. Наиболее распростра­нены газовые и электрические печи-ванны с наружным и внут­ренним обогревом.

Электрическая печь-ванна с наружным обогревом имеет ме­таллический тигель с расплавом солей. Тигель снаружи обо­гревается спиральными нагревателями. Нагреваясь, тигель передает тепло солям или другим расплавам, находящимся в нем. В ванне находятся расплавленные щелочи и соли со­става: 60% КNОз+17% NаnОз+23% LiNОз или 55 % КNОз+45 % NаNОз с температурой расплава до 500 °С; 50 % КС1+50 % NаС1 с температурой расплава до 900 °С; 100% NaCl или 100% BaCl с температурой расплава 1100°С и т. д., или металлы: 100% Рb; 85% Рb+15 % Sn и другие с т.емпературой расплава до 600 °С, или масла: вапор, висконзин № 10 с температурой до 300 °С. Температуру нагреватель- ????

??? мической обработки. В результате отпуска сталь получает тре­буемые механические свойства.