Охлаждения заготовок

Чем больше скорость охлаждения при закалке, тем выше механич. свойства деталей. Однако по мере повышения скорости охлаждения увеличивается опасность возникновения внутренних напряжений, которые могут быть причиной образования трещин,.- особенно для отливок сложной формы.

Критический диаметр. С уменьшением диаметра закаливаемого изделия возрастает скорость охлаждения, увеличивается

Характер нагргва и охлаждения металла при сварке другими распространёнными методами принципиально аналогичен, отличаясь преимущественно лишь значениями максимальных температур, шириной нагреваемой зоны и скоростями нагрева и охлаждения. Последние зависят главным образом от исходной температуры и толщины (массы) свариваемого металла. При увеличении толщины и понижении исходной температуры скорость охлаждения увеличивается. В отдельных случаях скорости охлаждения могут досшгагь сотен градусов в секунду, в особенности в области высоких температур.

Материал формы. Скорость охлаждения, влияющая на свойства отливок, зависит в значительной степени от материала формы. Наибольшая скорость охлаждения может быть достигнута при применении металлических форм вместо песчаных. При использовании неметаллических форм скорость охлаждения увеличивается с применением формовочных материалов, обладающих повышенной температуропроводностью, как, например, магнезита [19, 20]. Избыточная проницаемость песчано-гли-нистых форм (свыше 20) может вызвать отбел у отливок толщиной до 5—8мм [211. Увели- . чение проницаемости, а также применение сырых форм вместо сухих влияют на механические свойства отливки [22 тем меньше, чем толще её стенки 23: при толщине стенок, превышающей 20 мм, это явление становится мало заметным. При заливке в крупнозернистый песок механические свойства образцов могут снизиться на величину до 10"/0 из-за уменьшения гладкости поверхности отливки и частичного угара элементов с поверхности [24]. При применении сырых и слабо уплотнённых форм распор отливки увеличивается [25].

Предварительная термическая обработка. Предварительная (перед отжигом на ковкий чугун) нормализация и закалка белого чугуна увеличивают число центров графитизации и скорость распада цементита в первой стадии графитизации. Метод разработан советскими инженерами (Салтыков, Ассонов, Прядилов). С повышением скорости охлаждения увеличивается число включений углерода отжига и соответственно уменьшается

Расход воды по каналам обычно распределяют пропорционально их тепловой нагрузке так, чтобы температура воды на выходе из всех каналов была одинаковой. В этом случае тепловыделяющие элементы всей активной зоны будут работать практически в одинаковых температурных условиях. Однако такое положение справедливо только для несколько идеализированной конструкции решетки тепловыделяющих элементов. В реальных конструкциях тепловыделяющие элементы располагаются один относительно другого с определенными технологическими допусками. Помимо этого, в процессе эксплуатации отдельные тепловыделяющие элементы или группы их могут деформироваться. В том и другом случае искажается нормальная геометрия расположения тепловыделяющих элементов, изменяются гидродинамические условия их охлаждения, увеличивается неравномерность тепловыделения по сечению каналов вследствие изменения плотности нейтронного потока.

центров, возникающих в единице объема жидкого металла в единицу времени. Размерность ч.ц. — l/мм3. сек. Скорость кристаллизации — это линейная скорость роста кристалла, т. е. скорость перемещения грани кристалла. Ее размерность — мм/сек. Типичная для металла кривая зависимости числа центров кристаллизации от степени переохлаждения имеет крутой, четко выраженный максимум. Типичная кривая зависимости скорости кристаллизации от степени переохлаждения имеет растянутый максимум — горизонтальный участок. При малом числе центров кристаллизации и большой скорости роста (малые переохлаждения) успевают вырасти большие кристаллы. При большом числе центров кристаллизации, даже при больших скоростях роста кристаллов (большие переохлаждения), крупные кристаллы вырасти не успевают. Образуется много кристаллов. Они очень быстро начинают мешать росту друг друга. При увеличении скорости охлаждения увеличивается степень переохлаждения и получаются более мелкие кристаллы. Зависимость величины зерна от степени переохлаждения схематически показана на рис. 14. Еще более эффективно можно влиять на размер зерна металла, получаемого при охлаждении из жидкого состояния, вводя искусственные

Сдаточные микроструктуры 1 Сталь 15Х1М1Ф Бейнит Нормализация 1020 ... 1050 °С + отпуск 730 ... 760 °С; различные сдаточные микроструктуры 1-5 баллов получены за счет изменения скорости охлаждения от температуры аустенизации. С уменьшением скорости охлаждения увеличивается содержание феррита и уменьшается количество бейнита в стали 130

В то же время уменьшается: критическая скорость охлаждения (увеличивается прокаливаемость); снижаются температура перлитного превращения (возможна закалка с более низких температур; меньше закалочные напряжения); электропроводность; теплопроводность (высоколегированные стали медленно прогреваются); обрабатываемость резанием; стабильность карбидов (никель не образует карбиды!); склонность к тепловым трещинам (низкая теплопроводность).

критическая скорость охлаждения почти не меняются (не увеличивается и прокаливаемость). Кобальт сдерживает рост зерна при нагреве на высокие температуры. Кобальтовые стали мало чувствительны к перегреву. t

Понижается критическая скорость охлаждения (увеличивается эффект старения, которое происходит уже сразу послед отливки или экструзии).

Закалка отличается от полного отжига и нормализации высокой скоростью охлаждения заготовок или деталей после нагрева до температуры превращения и выдержки при этой температуре. Высокая скорость охлаждения достигается за счет использования в качестве охлаждающей среды воды, масла, водных растворов солей NaOH, NaCl и др. В результате металл приобретает мелкозернистую однородную структуру с высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, коррозионной стойкостью, но пониженной пластичностью и более трудной обрабатываемостью резанием.

Кремний очень сильно влияет на процесс формирования структуры отливок как в ходе затвердевания, так и при структурных изменениях в твердом состоянии. Исследованиями распределения кремния между фазами в белом чугуне установлено, что при обычных скоростях охлаждения заготовок он практически целиком концентрируется в матрице (феррите). Увеличение содержания кремния в доэвтектических белых чугунах от 0,05 до 0,78% приводит к повышению твердости и сопротивления изнашиванию.

В настоящей работе изучено влияние скорости охлаждения заготовок после печного и индукционного нагрева на структуру, статическую и циклическую прочность малоуглеродистой стали Ст. 3 и низколегированной стали 10Г2С1, широко применяемых в строительстве.

Исследовали влияние на угар следующих факторов: состояния поверхности заготовки; химического состава, т. е. марки стали; режима охлаждения заготовок после индукционного нагрева; различного времени нагрева до одной и той же конечной температуры;

Заготовочные станы снабжаются холодильниками, в которых перемещение заготовки производится с помощью качающихся продольных балок или с помощью шлепперов. Для более интенсивного охлаждения заготовок шлепперы иногда пропускаются через водяную ванну. На современных блумингах охладительным столом обычно является ряд массивных неподвижных чугунных балок, по которым заготовки передвигаются с помощью сталкивателя.

Уплотнения изготовляют в штампах, предварительно нагретых в ванне с веретенным маслом до температуры 80—90° С. Штампы с заготовками зажимают под ручным винтовым прессом и выдерживают в течение 15—20 мин. После охлаждения заготовок в них вырубают отверстия.

обработке. Скорость нагрева и охлаждения заготовок не может быть

ростями резания и без охлаждения заготовок из стали с большой (более 5 мм) толщиной среза. При износе резца по передней поверхности /гп на последней образуется лунка (рис. 2.8, б), ширина и глубина которой непрерывно увеличиваются. При этом ширина перемычки между лункой и режущей кромкой непрерывно уменьшается, и когда перемычка исчезает, наступает полный, или катастрофический, износ (рис. 2.8, в).

допустимых значений. Заготовки из низко- и среднеуглеродистых сталей можно охлаждать на воздухе поштучно или группами на стеллажах. Крупные поковки из легированных сталей охлаждают медленно вместе с печью, давая выдержки по нескольку часов при определенных температурах. Цикл охлаждения заготовок зависит от их химического состава и размеров и для крупных поковок может длиться несколько суток.

В табл. 6.28...6.32 приведены значения скорости и мощности резания для концевых фрез с периодом стойкости Г=40...60 мин. Указанные скорости резания рекомендуется применять при обработке с охлаждением заготовок из сталей (быстрорежущими фрезами) и чугунов, а без охлаждения — заготовок из сталей (твердосплавными фрезами).

— выравниванием толщины стенок и температуры охлаждения заготовок (например, охлаждение вместе с печью, применение специальных холодильников при отливке);