Надмембранное пространство

В СССР распространена еще поверхностная закалка при глубинном индукционном нагреве. В этом случае глубина нагрева до надкритических температур больше, чем глубина закалки (прокалива-емость). Детали, имеющие тонкое сечение, нагреваются насквозь. Глубина закалки таким образом определяется не толщиной прогреваемого слоя, а прокаливаемостью стали. Поэтому при поверхностной закалке деталь должна прокаливаться на меньшую глубину, чем глубина нагрева. После закалки структура поверхностного слоя детали — мартенсит (HRC ~ 60), а сердцевины, поскольку здесь скорость охлаждения меньше критической, сорбит или троостит (HRC 30 -40, ав = 1200-Я 300 МПа).

При охлаждении полученной отливки в области надкритических температур происходят сравнительно незначительные структурные изменения. В сером и белом чугуне избыточный углерод, выделяющийся из аустенита с понижением температуры (по линиям ?"S' и ES на рис. 1), наслаивается на имеющихся включениях графита или цементита соответственно. В отдельных случаях цементит в половинчатом чугуне

В последние годы в СССР получает распространение поверхностная закалка при глубинном индукционном нагреве (объемно-поверхностная закалка). В этом случае глубина нагрева до надкритических температур больше, чем глубина закалки (прокаливае-мость). Детали, имеющие тонкое сечение, нагреваются насквозь. Глубина закалки, таким образом, определяется не глубиной нагрева, а прокаливаемостью стали, поэтому для поверхностной закалки применяемая сталь должна прокаливаться на меньшую глубину, чем глубина нагрева. После зякялки на поверхности образуется мартенсит (60 HRC), а в сердцевине, поскольку здесь скорость охлаждения меньше критической, — сорбит или троос-тит, что значительно упрочняет ее (30—40 H.RC, ав — 1200ч-1300 МПа).

В СССР распространена еще поверхностная закалка при глубинном индукционном нагреве. В этом случае глубина нагрева до надкритических температур больше, чем глубина закалки (прокалива-емость). Детали, имеющие тонкое сечение, нагреваются насквозь. Глубина закалки таким образом определяется не толщиной прогреваемого слоя, а прокаливаемостью стали. Поэтому при поверхностной закалке деталь должна прокаливаться на меньшую глубину, чем глубина нагрева. После закалки структура поверхностного слоя детали — мартенсит (HRC ~ 60), а сердцевины, поскольку здесь скорость охлаждения меньше критической, сорбит или троостит (HRC 30—40, ств = 1200ч-1300 МПа).

В технической литературе часто глубину проникновения тока в сталь при комнатной температуре называют «холодной», а в сталь, нагретую до надкритических температур, «горячей».

Распределение температуры по сечению нагреваемого стального тела в значительной мере зависит от соотношения значений необходимой глубины нагрева до надкритических температур и горячей глубины проникновения. Характерные случаи изображены на рис. 4 [3].

где /1 — наименьшая возможная частота в Гц, на которой осуществим нагрев стали до надкритических температур; /2 — наименьшая желательная частота в Гц, на которой нагрев до надкритических температур выполним с оптимальным КПД индуктора; А„ — оптимальная глубина нагрева (в см) до надкритических температур; бгор — горячая глубина проникновения (в см) тока в сталь при применяемой частоте.

При объемно-поверхностной закалке при выборе частоты тока за глубину нагрева необходимо принимать всю толщину слоя, нагреваемого до надкритических температур, включающего как слой, закаливаемый на мартенсит, так и слой, закаливаемый на структуру трооститного типа.

Применение программных регуляторов при объемно-поверхностной закалке (после глубинного нагрева). Глубина нагрева до надкритических температур при данном методе термической обработки чаще всего лежит в пределах 5—25 мм. В таких условиях при использовании нагрева с непрерывно повышающейся температурой создается опасность перегрева поверхностных слоев, что приводит к росту зерна аустеиита и снижению прочностных свойств изделия. В связи с этим целесообразно прн-

менять индукционный нагрев с изотермической выдержкой, длительность которой выбирают из условия прогрева изделия на заданную глубину до надкритических температур. Термическая кривая такого вида (изотерма) достигается программным ступенчатым регулированием (см. схему на рис. 9), при этом процесс нагрева разбивается на несколько этапов, а ток индуктора и напряжение на его зажимах последовательно от этапа к этапу снижаются (рис. 12).

Поверхностная закалка (при поверхностном индукционном нагреве). При этом виде поверхностного упрочнения стали глубина закалки на мартенсит примерно равна глубине слоя, нагретого до надкритических температур. Более

1. Глубина нагрева до надкритических температур превышает необходимую глубцну слоя по мартенситу не менее чем в 2 раза.

Надмембранное пространство автомата через штуцер 6 соединяется с продувочным газопроводом, чем обеспечивается свободное дыхание мембраны и отвод газа в атмосферу в случае его просачивания по штоку в над-мембранное пространство.

Через другой штуцер с регулировочным винтом // надмембранное пространство соединено с дилатометрическим терморегулятором воды в котле.

Газ к запальным горелкам и горелкам термопары поступает из газопровода по отдельной трубке через кран 6, термоэлектрический клапан 8 и соленоидный клапан 9 (рис. 74). В случае погасания горелки термопары последняя остывает, термоэлектродвижущая сила исчезает, электромагнитный клапан закрывает подачу газа к запальным горелкам и перепускает его по импульсным трубкам в надмембранное пространство отсекающего клапана; при этом давление газа над мембраной отсекающего клапана быстро повышается, сравнивается с давлением под мембраной, и клапан под действием своего веса опустится и отсечет подачу газа в горелки. То же самое произойдет и в случае выхода из строя самих термопар.

В случаях падения давления газа, воздуха или разрежения срабатывают их сигнализаторы 31, 30 и 29, замыкают своими контактами цепь катушки соленоидного клапана 7, и последний перепустит газ в надмембранное пространство отсекающего клапана, что и приведет к отсечке им газа к основным горелкам. Запальные горелки при этом останутся в работе через электромагнитный клапан.

Надмембранное пространство регулятора управления (рис. 20) через штуцер 6 с помощью трубки соединяется с газопроводом за регулятором давления.

Если почему-либо пламя у горелки 7 термопары погаснет, электромагнитный клапан, размагнитившись, закроет доступ газа в запальник, который также погаснет. В этом случае газ изменяет свой путь. Пройдя через диафрагму 5, он поступает по импульсной трубке через диафрагму 10 в надмембранное пространство клапана-отсекателя, и давление по обе стороны мембраны сравняется. Под действием веса мембраны и тарелки клапана-отсекателя последний автоматически закрывается, вследствие чего основная горелка 3 гаснет.

Пока происходит нагрев воды до заданной температуры и настроенный на нее терморегулятор не пропускает газ в импульсную трубку, присоединенную к надмембранной камере клапана-отсекателя, основная газовая горелка продолжает гореть. Но как только температура воды в котле достигает величины выше установленной, клапан в терморегуляторе 4 открывается и газ по импульсной трубке поступает в надмембранное пространство клапана-отсекателя 2, закрывает его и тем самым мгновенно выключает основную горелку 3.

Без дроссельных диафрагм на импульсных трубках автоматика не может работать, так как в этом случае газ беспрепятственно поступал бы из подмем'бранного в надмембранное пространство клапана-отсекателя, давления были бы выравнены и клапан-отсекатель находился бы все время в закрытом положении.

Действие автоматики безопасности такое же, как и в ранее рассмотренных схемах. При погасании горелки 13 термопара 15 охлаждается, электрический ток исчезает, и магнитные свойства в электромагнитном клапане 10 прекращаются, вследствие чего под действием нижней пружины клапан закрывает проход газу в горелку запальника 14 и он гаснет. После этого под давлением газа, поступившего по импульсной трубке в надмембранное пространство клапана-отсекателя, последний закроется, и основная горелка 16 также погаснет.

При погасании пламени постоянно горящего запальника 25 немедленно сработает электромагнитный клапан 19 и перепустит газ из подмембранного пространства клапана-отсекателя 6 в его надмембранное пространство. В результате этого клапан закроется и прекратит подачу газа в горелки. При нормальной работе котла клапан-отсекатель б.всегда находится в открытом положении.

При падении давления газа ниже допустимой величины сработает сигнализатор падения давления газа 15 и даст электрический ток на катушку соленоидного клапана 14, который откроется я пропустит газ в надмембранное пространство клапана-отсекателя 6; клапан-отсекатель закроется и прекратит подачу газа в горелки.