Образовавшегося мартенсита

бачок, который обеспечивает постоянство напора, а следовательно, и постоянство расхода охлаждающей воды. Из теплообменника 'вода отводится в канализацию. Расход пара и воды регулируется с помощью вентилей. Количество образовавшегося конденсата определяется путем взвешивания. Для измерения расхода воды служит диафрагма 4. Температура пара и конденсата измеряется с помощью термопар 5 и 6, горячие спаи которых установлены в соответствующих штуцерах. Разность между температурами вводящей и выходящей воды измеряется многоспайной дифференциальной термопарой. Для определения абсолютных значений температуры воды в штуцере выходного трубопровода помещен спай дополнительной термопары, измеряющей температуру отходящей воды. Температура поверхности измеряется с помощью четырех термолар 7, заложенных в каждой из четырех трубок теплообменника. Горячие спаи всех термопар выведены к двухполюсному переключателю. Холодный спай, общий для всех термопар, помещен в сосуд с тающим льдом. Измерение э. д. с. термопар производится с помощью лабораторного потенциометра. Падение статического давления ,при прохождении охлаждающей воды через теплообменник измеряется дифма-нометром 9, подключенным к штуцерам входного и выходного трубопроводов <'?. При заданном расходе воды подачу пара' необходимо отрегулировать так, чтобы температура конденсата была близка к температуре насыщения. Коэффициент теплопередачи теплообменника вычисляется по уравнению

Толщина пленки конденсата будет зависеть от количества образовавшегося конденсата, или расхода конденсата, в интересующем нас сечении. Количество конденсата, протекающего в единицу времени через поперечное сечение пленки при ширине последней, равной единице, определяется следующим выражением:

При Re*>3,3-10-3 скорость конденсации прежде всего зависит от термического сопротивления образовавшегося конденсата. Происходит своеобразный кризис капельной конденсации.

Будем полагать, что стенка непроницаема. Ее температура tc ниже температуры основной массы парогазовой смеси fn0. По стенке течет пленка образовавшегося конденсата (рис. 14-6).

Вторая основная категория градирен — сухие, или радиаторные. В этих градирнях испарение полностью отсутствует, и для рассеивания теплоты используется только эффект теплопередачи. Устройство сухой градирни схематически изображено на рис. 8.10. Отработавший пар подвергается конденсации в смешивающем оросительном конденсаторе. Часть образовавшегося конденсата поступает обратно в котел, остальной конденсат сначала проходит через градирню, а затем снова подается в конденсатор. Сухая градирня — это, по сути дела, теплообменик с воздушным охлаждением, находящийся внутри башни. Такая градирня конструктивно может быть выполнена в виде либо открытой градирни, либо градирни с принудительной вентиляцией.

Хладагентом для змеевикового конденсатора водяных паров летом служила охлажденная в холодильном агрегате водопроводная вода, зимой — тающий снег. Этот метод прямого определения влагосодержания газов обеспечивает высокую точность при беспрепятственной эвакуации образовавшегося конденсата из змеевика конденсатора.

Влагосодержание дымовых газов можно определить и путем отсоса дымовых газов через теплообменник, в котором обеспечиваются охлаждение их до О °С и хорошая эвакуация конденсата, образующегося лри глубоком охлаждении газов. Охлаждение газов до 'более высокой температуры снижает точность определения влагосодержания, но является допустимым (чем, ниже температура, до которой охлаждаются газы, тем точнее результат). Помимо надежной эвакуации и точного определения количества образовавшегося конденсата в измерениях влагосодержания посредством отсоса газов важно рационально организовать отсос и точно установить количество отсасываемых газов и их температуру. Для определения количества газов можно использовать газовые часы или протарированный газовый счетчик. В случае, если необходимо подробно исследовать работу контактной камеры, например с целью определить перекос при неравномерном движении газов или воды, по сечению и высоте контактной камеры следует установить необходимое число датчиков, а термопары их подключить к самопишущим потенциометрам.

Здесь абсолютная температура Г2 определяется характером теплопотребителя, а абсолютная температура 7\ — используемым источником тепла низкого потенциала. Практически, однако, реализация процессов сжатия и, в особенности, расширения высоковлажного пара пока неосуществима. Поэтому в качестве идеального цикла парового теплового насоса рассматривается обычно цикл / — 2 — 2' — 3 — 4 — /, показанный на рис. 7-1, г. Соответствующая тепловая схема представлена на рис. 7-1, б. Компрессор К, засасывает сухой насыщенный пар и сжимает его в области перегрева (процесс / — 2). Далее, в теплообменнике т2 сжатый пар теряет свой перегрев (процесс 2 — 2') и конденсируется в процессе 2' — 3. Понижение давления образовавшегося конденсата осуществляется путем дросселирования в редукционном клапане Р/С (процесс 3 — 4). Цикл замыкается процессом испарения 4 — / в теплообменнике тг. Такому идеальному циклу соответствует работа, эквивалентная на рис. 7-1, г площади / — 2 — 2' — 3 — 4' — /. Коэффициент эффективности для идеального цикла . . -

вне пограничного слоя в перегретом состоянии; при этом у поверхности имеет место конденсация, однако, среднее (по сечению) состояние потока соответствует области перегрева, и при срыве в поток капель образовавшегося конденсата возникает их обратное испарение;

Обработка опытного материала, проведенная В. М. Семейным на основе этого предположения, дала хорошие результаты [Л. 7-11]. Эти опыты проводились при конденсации водяного пара из воздушного потока, движущегося вдоль вертикальной стенки, причем температуры и концентрации Н2О были близки к тем значениям, которые могут иметь место в мокрых зонах водяных экономайзеров. Движение паровоздушной смеси характеризовалось развитым турбулентным режимом, причем обобщенные зависимости для суммарных коэффициентов переноса оказались близки к обычной критериальной зависимости для конвективного теплообмена при движении в прямых круглых трубах. Можнс предположить, что аналогичный результат будет получен и для каналов с другими геометрическими характеристиками, если только будет исключено обратное попадание образовавшегося конденсата в газовый поток.

Убедившись, что давление свежего пара достаточное, вспомогательный масляный насос создает нормальное давление масла, конденсационная установка работает нормально и вакуум достаточен для пуска турбины, надо вначале медленно (для выпуска образовавшегося конденсата), а затем более быстро открывать стопорный клапан для впуска пара в турбину до тех пор, пока ее ротор не стронется и не разовьет положенного числа оборотов. В момент подачи пара в турбину необходимо зафиксировать величину наибольшего давления его в первой (регулирующей) ступени (или в другой контрольной точке), при котором ротор начал вращаться, так как по величине этого давления косвенно можно судить об исправной работе турбины и отсутствии задеваний подвижных частей за неподвижные.

сита и т. д. Если сказанное изобразить графически, то получим кинетическую кривую превращения, называемую мартен-ситной кривой1. Такая кривая схематически показана на рис. 205. По вертикали отложено количество образовавшегося мартенсита (на основании магнитных или других измерений), а по горизонтали — температура.

ских условиях при температуре ниже точки /4t. Количество образовавшегося мартенсита в зависимости от температуры, до которой охлажден образец, может быть выражено так называемой мартенситной кривой (ряс. 111). Чем ниже температура в интервале /И„ — М,;, тем болыпе образуется мартенсита. При этом количество мартенсита возрастает в результате образования все новых и новых кристаллов, а не вследствие роста уже возникших кристаллов и уже имеющих некогерентную границу. По достижении определенной для каждой стали температуры превращение аустенита в мартенсит прекращается. Эту температуру окончания мартенситного превращения обозначают Мк. Положение точек Мп и УИК не зависит от скорости охлаждения и обусловлено химическим составом аустепита. Чем больше в аус-тените углерода, тем ниже температура точек /И„ и Мк (рис. 112). Все легирующие элементы, за исключением кобальта и алюминия, понижают точки /И„ и Мк (рис. 112).

После закалки следует отпуск при 550—570 °С, вызывающий превращение остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение в результате частичного распада мартенсита и выделения дисперсных карбидов, главным образом М,,С (см. рис. 155, г). Это сопровождается увеличением твердости (вторичная твердость). В процессе выдержки при отпуске из остаточного аустеппта выделяются карбиды, что уменьшает его легированность, поэтому при последую щем охлаждении он претерпевает мартепсипюе превращение (при температурах ~150°С). В процессе однократного отпуска только часть остаточного аустенита превращается в мартенсит. Чтобы весь остаточный аустенит перешел в мартенсит и произошел отпуск вновь образовавшегося мартенсита, применяют многократный (чаще трехкратный) отпуск при 550—570 JC. Продолжительность каждого отпуска 45-60 мин. Многократный отпуск повышает прочность

Фиг. 6. Диаграмма изотермического распада (а) и термокинетическая диаграмма распада (б) переохлажденного аустенита; / — сталь 45; 2 — сталь 45Х; А — аустенит; /7 — перлит; Б — бейнит; М — мартенсит. Цифрами показана твердость по Роквеллу (НКС), по Викерсу (HV) и процент распада аустенита (или количество образовавшегося мартенсита).

Чтобы мартенситное превращение развивалось, необходимо непрерывно охлаждать сталь ниже температуры Мя. Если охлаждение прекратить, то мартен-витное превращение практически также остановится. Эта особенность мартенситного превращения резко отличает его от диффузионного перлитного, которое полностью протекает в изотермических условиях при температуре ниже точки A-i. Зависимость количества образовавшегося мартенсита от температуры, до которой охлажден образец, может быть выражена так называемой мартенситной кривой (рис. 119). Чем ниже температура, тем больше образуется мартенсита. Ко-личество мартенсита при этом возрастает в результате образования все новых и новых кри-еталлов, а не вследствие роста уже возникших кристаллов, имеющих некогерентную границу. По достижении определенной для каждой стали температуры превращение аустенита в мартенсит прекращается. Эту температуру окончания мартенситного превращения обозначают Мк. Положение точек

Механические свойства указанной стали зависят от количества образовавшегося мартенсита, которое можно регулировать температурой закалки и обработкой холодом. Если количество мар-

После закалки следует отпуск при 550—570 °С, вызывающий превращение остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение в результате частичного распада мартенсита и выделения дисперсных карбидов. Это сопровождается увеличением твердости (вторичная твердость). В процессе выдержки при отпуске из остаточного аустенита выделяются карбиды, что уменьшает его легированность, и поэтому при последующем охлаждении он претерпевает мартенситное превращение (Мп л; 150 °С). В процессе однократного отпуска только часть остаточного аустенита превращается в мартенсит. Чтобы весь остаточный аустенит перешел в мартенсит и произошел отпуск вновь образовавшегося мартенсита, применяют многократный (чаще трехкратный) отпуск при 550—570 °С. Продолжительность каждого отпуска 45— 60 мин. Для стали Р6М5 оптимальный режим отпуска, обеспечивающий наибольшую твердость и высокие механические свойства: 350 °С 1 ч (первый отпуск) и 560—570 °С по 1 ч (последующие два отпуска). Получение более высокой твердости объясняется тем, что при температуре 350 °С выделяются частицы цементита, равномерно распределенные в стали. Это способствует более однородному выделению и распределению специальных карбидов МвС при температуре 560—570 °С.

Мартенситное превращение в сплавах с /5-фазой можно в сущности рассматривать как структурное превращение, обусловленное деформацией самой плоскости (110) и сдвигом в направлении [Т10] в плоскости (110) (в отдельных случаях происходит перетасовка1. Следовательно, кристаллическая структура образовавшегося мартенсита может быть представлена в виде структуры с упорядоченным в разной последовательности чередованием плоскостей с наиболее плотной упаковкой атомов, три типа которых (А, В, С) показаны на рис. 1.9 и шесть других типов (А, В, С, А', В', С') — на рис. 1.10. Структуру таких кристаллов называют структурой с периодической укладкой (рис. 1.11). Мартенсит в сплавах с 0-фазой имеет одну из периодических слоистых структур, показанных на рис. 1.11.

Хромистые стали, содержащие 13 ... 14 % Сгс частичным у -» а (М)-превращением относят к мартенситно-ферритным, при охлаждении которых полиморфные превращения соответствуют реакции 5 —> у + 5 —» а(М) + 8. Количество 5-феррита в сталях повышается с увеличением содержания Сг и снижением концентрации С. Введение углерода сдвигает границы существования области утвердых растворов в сторону более высокого содержания Сг. В случае достаточно низкой скорости охлаждения с температур выше 600 °С возможно образование ферритной составляющей структуры. Ниже 400 °С при более быстром охлаждении наблюдается бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит. Количество образовавшегося мартенсита в каждом из указанных температурных интервалов зависит, главным образом, от скорости охлаждения и содержания углерода в стали.

При закалке требуется переохладить аустенит до температуры Мн, путем быстрого охлаждения стали при температурах наименьшей устойчивости аустенита, т. е. при 650—550° С. В зоне температур мартенситного превращения, т. е.. ниже 300° С, наоборот, выгоднее применять замедленное охлаждение, так как образующиеся структурные напряжения успевают выравниваться, а твердость образовавшегося мартенсита при выдержке ниже Мн практически не снижается.

чим кинетическую кривую превращения, называемую мартен-ситной кривой1. Такая кривая схематически показана на рис. 205. По вертикали отложено количество образовавшегося мартенсита (на основании