Охлаждающей способности

Наиболее высокой и равномерной охлаждающей способностью отличаются холодные 8—12 %-ные водные растворы NaCl и NaOH, которые хорошо зарекомендовали себя на практике. Для стали с низкой критической скоростью закалки рекомендуются растворы NaOH повышенной концентрации (30—50 %).

При закалке углеродистой и некоторых низколегированных сталей, имеющих малую устойчивость переохлажденного аустенита, в качестве охлаждающей среды применяют воду и водные растворы NaCl или NaOH. Вода как охлаждающая среда имеет существенные недостатки. Высокая скорость охлаждения в области температур мартенситного превращения нередко приводит к образованию закалочных дефектов; с повышением температуры воды резко ухудшается ее закалочная способность. Наиболее высокой и равномерной охлаждающей способностью отличаются .холодные 8... 12%-ные. водные растворы NaCl и NaOH, которые хорошо зарекомендовали себя на практике Для охлаждения крупногабаритных деталей, поковок, рельсов и т д. применяют смесь воды и воздуха, которые из форсунок подаются к охлаждаемой поверхности. По закаливающей способности такое охлаждение близко к охлаждению в масле ,но в ряде случаев удобнее, например, для закалки изделий из легированных сталей при индукционном нагреве, когда охлажде-

Охлаждение погружением в масло является основным при закалке изделий из легированных сталей. Масло как закалочная среда имеет следующие преимущества: небольшую скорость охлаждения в мартенситном интервале температур, что уменьшает возникновение закалочных дефектов, и постоянство закаливающей способности. К недостаткам относятся повышенная воспламеняемость (температура вспышки 165...300 °С), низкая охлаждающая способность в области температур перлитного превращения, а также повышенная стоимость. Масла с пониженной вязкостью обладают более высокой охлаждающей способностью. Долговечность индустриальных масел (марки И-12Л, И-20А) при работе без защитной атмосферы составляет 400...1000 ч, в зависимости от массы закаленных изделий. В качестве охлаждающих сред применяются также машинное масло, трансформаторное, авиационное МС-20 и др.

В прудах-охладителях, естественных или искусственно создаваемых (запруживанием рек) водоемах, охлаждение циркуляционной воды осуществляется с поверхности пруда при движении воды от места ее сброса до водозаборного устройства в результате конвективного теплообмена с воздухом и частичного испарения. Для того чтобы обеспечить требуемое охлаждение воды, пруды-охладители должны располагать определенной активной зоной, которая слагается из транзитного потока и водоповоротных зон. Зона транзитного потока характеризуется наибольшей охлаждающей способностью. Водопово-ротные зоны, прилегающие к транзитному потоку, образуются в зависимости от конфигурации берегов пруда.

Обратимся к фиг. 6 и представим себе, что поверхности прирабатываются при минимальной нагрузке, минимальной скорости и высококачественном масле, образующем достаточно прочную пленку и обладающем эффективной охлаждающей способностью. В этом случае необходимо

Если сравнить интенсивность релаксации остаточных напряжений в обкатанных образцах,испытанных в поверхностно-активной и неактивной средах с практически одинаковой охлаждающей способностью, то заметной разницы не наблюдается, что, как показано выше, связано с незначительным различием в характере неупругого деформирования упрочненных образцов в данных средах.

Теплового потока из сердцевины, который в случае сквозного нагрева изделия тормозит охлаждение поверхности (II.8). Холодная сердцевина заметно ускоряет процесс охлаждения лишь в тех случаях, когда масса холодного металла по сравнению с массой нагретого слоя велика, а интенсивность внешнего охлаждения,-мала. При использовании в качестве закалочного средства водяного душа, обладающего наибольшей охлаждающей способностью, теплоотвод к сердцевине значительно меньше, чем к охлаждаемой поверхности.

Водные растворы минеральных солей в интервале температур 650— 550° С обладают охлаждающей способностью значительно большей, чем вода, а в интервале температур 300—100° С большей или одинаковой с водой.

веществ характеризуются различной охлаждающей способностью, которая является промежуточной между охлаждающей способностью воды и масла. Коллоидальные растворы в интервале температур 650—550° С охлаждают медленнее воды, но быстрее масла, а в интервале температур 300—100° С охлаждающая способность близка к воде.

Научно-техническое обоснование новых конструкций водо-охладителей брызгального типа с высокой охлаждающей способностью, удовлетворяющих требованиям охраны окружающей среды, экономии топливных, водных и земельных ресурсов, составляет основное содержание этой книги. Автор приносит глубокую благодарность заслуженному деятелю науки и техники РСФСР М. Ф. Складневу за ценные советы и добрые пожелания, высказанные при подготовке данной работы, и выражает сердечную признательность сотрудникам лаборатории технического водоснабжения ТЭС и АЭС ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева А. А. Меркулову и Э. В. Буланиной, сотруднику производственно-технического предприятия «Укрэнергочермет» Э. С. Элькину за помощь в выполнении исследований.

83. Варыгин Н. Н., Кипящий слой — новая закалочная среда с регулируемой охлаждающей способностью, «Металловедение и термическая обработка металлов», 1961, № 6.

В случае использования при закалке воды и водных растворов солей или щелочей во избежание появления на поверхности изделия зон с пониженной скоростью отвода тепла обычно создают либо циркуляцию этих охладителей, либо перемещают изделия относительно охладителя. Это разрушает паровую рубашку и ускоряет теплоот-вод. При высокой степени циркуляции воды относительная интенсивность охлаждения (Я) в воде достигает 4, соленой воде 5, а в масле 0,8—1,0. Увеличение охлаждающей способности достигается при использовании струйного или душевого охлаждения, широко применяемого, например в случае поверхностной закалки.

В отечественном автомобилестроении успешно используют закалочные водные растворы с добавками полимеров: ЗСП-1 на водном растворе полиакриламида; раствор модифицированной целлюлозы (АЗЛК), по характеру охлаждающей способности сходный с аква-пластом. Однако у всех названных сред имеется серьезный недостаток, вызванный изменением растворимости полимеров при незначительных колебаниях температуры, вследствие чего происходит резкое изменение охлаждающей способности.

Для всех четырех ГРЭС приняты оборотные системы охлаждения с водохранилищами, которые создаются на базе горько-соленых озер или естественных впадин без отчуждения пригодных для сельского хозяйства земель. Водохранилища-охладители обеспечивают экономичную работу турбин при среднегодовой температуре охлаждающей воды 15—16°С. Восполнение безвозвратных потерь для всех ТЭС будет осуществляться из канала Иртыш--Караганда, при проектировании которого это обстоятельство было учтено. Поскольку водохранилища образуются в естественных понижениях, стоимость ограждающих и водоудерживающих плотин невелика. Для ГРЭС-2 и ГРЭС-3 запроектировано одно общее водохранилище соответствующей охлаждающей способности, что снизит удельные затраты на 1 кВт мощности по гидросооружениям. С целью создания пространственной циркуляции, способствующей более глубокому охлаждению воды, на водохранилищах предусмотрено применение глубинных водозаборов. Образование на ограниченной территории открытых незамерзающих водных поверхностей общей площадью более

допустить, что смазочная пленка будет надежно разделять металл шероховатостей, которые будут выламываться. При повышении скорости и нагрузки на прирабатывающиеся поверхности придется констатировать возникновение большого количества тепла за счет погашения энергии при ударе шероховатостей друг о друга. При высокой охлаждающей способности масла и высокой прочности смазочной пленки металл шероховатостей может

Установлено, что работа двигателя на масле вязкостью Е50 = 2 создает на вкладышах подшипников коленчатого вала температуру на 8—10° ниже температуры их при работе на масле вязкостью Е50 = 10. Выше неоднократно отмечалось большое влияние охлаждающей способности масла во время приработки шероховатостей на качество формируемой поверхности. Поэтому выбор наивыгоднейшей вязкости представляет один из основных моментов определения оптимальных условий обкатки.

В работе [П.5] было установлено, что охлаждающая способность водных растворов глицерина в температурном интервале мар-тенситного превращения практически мало отличается от охлаждающей способности воды. Проведенными на Челябинском тракторном заводе исследованиями установлена целесообразность применения прерывистого охлаждения (через воду в масло) при высокочастотной закалке деталей сложной формы, а также разработаны принципы его использования. Применение этого способа охлаждения при объемной закалке деталей с использованием обычного печного нагрева сопряжено с рядом трудностей, связанных главным образом с установлением оптимальной длительности охлаждения деталей в воде. Излишняя выдержка в воде ведет к охлаждению части детали ниже мартенситной точки в условиях быстрого охлаждения, что сопряжено с ростом вероятности образования трещин и короблением деталей. При недостаточной выдержке в воде вместо мартенситного превращения произойдет перлитное превращение. Не менее важным является и то обстоятельство, что в момент окончания первой стадии охлаждения сердцевина имеет более высокую температуру, чем поверхностные слои, поэтому при недостаточной длительности охлаждения детали в воде следует ожидать нагрева поверхностных слоев во второй стадии охлаждения (в масле); это может привести в одном случае к отпуску мартенсита, в других —• к образованию из аустенита продуктов перлитного или бейнитного превращения.

способностью. В табл. 44 приведены сравнительные данные охлаждающей способности различных сред, а на фиг. 12 — сравнительная охлаждающая способность масел и расплавленных солей (см. также стр. 631). Применение той или иной закаливающей среды зависит от химического состава стали, требуемых свойств после закалки, сечения детали и её конфигурации.

Относительная степень охлаждающей способности различных сред, применяемых при термообработке, приведена в табл. 44 и на фиг. 12 (см. также стр. 631).

В табл. 150 приведены данные относительной охлаждающей способности различных закалочных сред. Охлаждающая способность воды при 18° С принята за единицу.

Вода представляет собой резкий охладитель и употребляется для закалки конструкционной углеродистой стали с содержанием до 0,5% С и до 0,8% Мп, инструментальной углеродистой стали с содержанием 0,65— 1,3% С и не более 0,4% Мп и легированной стали марок В1, В2, ХО5, Ф. Недостатками воды как закалочной среды являются: а) большая охлаждающая способность при температуре детали 300—100° С, что приводит в некоторых случаях к образованию закалочных трещин; б) изменение охлаждающей способности с повышением температуры (добавка 5—10% NaCl или КОН способствует стабильности охлаждающих свойств воды).

2) резкое снижение охлаждающей способности с повышением температуры; при повышении температуры одновременно расширяется интервал температур, где существует устойчивая паровая рубашка, что делает охлаждение еще более неравномерным;