Закалочного трансформатора

Практически, и это оказывается не совсем плохо, так как имеется пауза — интервал времени от конца деформации до начала закалочного охлаждения, во время которой происходит рекристаллизация аустенита. Оптимальные результаты достигаются тогда, когда пауза достаточна, чтобы полностью протекала первая стадия рекристаллизации, т. е. наклеп был бы снят и образовались мелкие рекристаллизован-ные зерна аустенита. Выдержка (пауза) сверх той, которая необходима для завершения первичной рекристаллизации приводит к росту зерна и ухудшению свойств. Очевидно, продолжительность паузы зависит от состава стали, температуры, степени деформации и других факторов. Поскольку при таком варианте ВТМО упрочняющего металл наклепа не создается, то и обычного упрочнения (повышения

Чем больше углерода содержит сталь, тем больше объемные изменения при превращении, тем при более низкой температуре происходит превращение аустенита в мартенсит, тем больше опасность возникновения деформаций, трещин, напряжений и других закалочных пороков, тем тщательнее следует выбирать условия закалочного охлаждения для такой стали.

дается не только при низких температурах отпуска, но даже в процессе закалочного охлаждения.1

Если первый процесс, т. е. перераспределение алюминия и титана внутри решетки твердого раствора наблюдается в процессе закалочного охлаждения и в процессе отпуска при 500— 600°С, то при 600—850°С наблюдается появление у'-фазы, размер частиц и состав которой зависят от температуры и продолжительности отпуска (старения). Так, при старении в течение нескольких часов при 700°С у'-фаза составляет около 20% объема сплава (и более), размер частиц у-фазы — порядка 200—400 А. Близость решеток у- и у'-фаз приводит к тому, что они до высоких температур отпуска сохраняют когерентную связь. При еще более высокой температуре старения возможно превращение у'-фазы в стабильную при данных температурах т]-фазу NisTi. Указанные изменения отражаются на микроструктуре и на свойствах (рис. 351).

Изменение плотности и перераспределение дефектов кристаллической решетки — процессы, которые протекают в металле, находящемся в неравновесном состоянии после холодной пластической деформации или быстрого (закалочного) охлаждения с высоких температур. Холодная деформация приводит к увеличению плотности дислокаций. У отожженного поликристаллического металла плотность дислокаций 106...108 см~2, а после значительной деформации — 10"...1012 см~2. Дислокации образуют замкнутые сплетения, которые разделяют металл на отдельные ячейки размером порядка одного микрометра. Внутри ячеек плотность дислокации сравнительно не велика.

Термическая кривая высокочастотной закалки с самоотпуском (фиг. 164), записанная при помощи осциллографа, показывает, что важнейший фактор самоотпуска — температура на поверхности стального изделия — при включении охлаждения сначала немного повышается, а затем, достигнув максимума, начинает постепенно снижаться. Отрезок времени от прекращения закалочного охлаждения до повторного охлаждения является длительностью самоотпуска.

и получение деталей высокой прочности. Распад твердого раствора при искусственном старении протекает в несколько стадий. Сразу после закалки (а у некоторых сплавов — даже в процессе закалочного охлаждения) в пересыщенном твердом растворе образуются скопления атомов легирующих элементов — кластеров, рассеивающих электронные волны. Вначале размер кластеров очень мал, и структурные методы их не выявляют. Через некоторое время кластеры вырастают настолько, что они вызывают дифракционные дефекты на рентгенограммах и злектронограммах при просвечивании фольги. Кластеры, обнаруживаемые структурными методами, называют зонами Гинье—Престона (сокращенно — зоны ГП), которые имеют ту же решетку, что и матричный раствор, деформированную из-за различия в диаметрах атомов растворенного вещества и растворителя. Зоны ГП относят ко второй фазе, находящейся в метаста-бильном. равновесии с матричным раствором. В процессе искусственного старения сплавов зоны ГП переходят в промежуточные, а затем в стабильные фазы.

Практически, и это оказывается не совсем плохо, так как имеется пауза — интервал времени от конца деформации до начала закалочного охлаждения, во время которой происходит рекристаллизация аустенита. Оптимальные результаты достигаются тогда, когда пауза достаточна, чтобы полностью протекала первая стадия рекристаллизации, т. е. наклеп был бы снят и образовались мелкие рекристаллизован-ные зерна аустенита. Выдержка (пауза) сверх той, которая необходима для завершения первичной рекристаллизации приводит к росту зерна и ухудшению свойств. Очевидно, продолжительность паузы зависит от состава стали, температуры, степени деформации и других факторов. Поскольку при таком варианте ВТМО упрочняющего металл наклепа не создается, то и обычного упрочнения (повышения

Чем больше углерода содержит сталь, тем больше объемные изменения при превращении, тем при более низкой температуре происходит превращение аустенита в мартенсит, тем больше опасность возникновения деформаций, трещин, напряжений и других закалочных пороков, тем тщательнее следует выбирать условия закалочного охлаждения для такой стали.

дается не только при низких температурах отпуска, но даже в процессе закалочного охлаждения.1

Если первый процесс, т. е. перераспределение алюминия и титана внутри решетки твердого раствора наблюдается в процессе закалочного охлаждения и в процессе отпуска при 500 — 600РС, то при 600— 850°С наблюдается появление /-фазы, размер частиц и состав которой зависят от температуры и продолжительности отпуска (старения). Так, при старении в течение нескольких часов при 700°С у'-фаза составляет около 20% объема сплава (и более), размер частиц у-фазы — по-

Выше были рассмотрены процессы поверхностной закалки индукционным способом с помощью одного какого-либо закалочного индуктора. За последние годы получила распространение закалка полуосей с фланцами для автомобильных мостов с непрерывным выходом закаленного слоя со стебля полуоси на галтель и поверхность фланца, с выходом границы закаленного слоя в область пониженных напряжений на фланце [8]. Известен также способ закалки поверхности колец больших диаметров (крупногабаритных подшипников) парными индукторами без стыков закаленных зон подобно поверхности бублика. Эти способы закалки назовем комбинированными, поскольку закалка производится не одним, а двумя или более индукторами, питаемыми каждый от отдельного понизительного закалочного трансформатора с отдельной программой управления движением, закалочными спрейерами и нагревом. Использование комбинированного индуктора, составленного из нескольких активных проводов автономного питания, соответствующей геометрии и размеров, является зачастую более эффективным средством выравнивания нагрева на поверхности сложной формы, чем корректировка зазора, ширины и расположения активного провода, установка дополнительных магнитопроводов и магнитных шунтов в конструкции с одним индуктирующим проводом. Затем, полученная зона равномерного нагрева может быть подхвачена следующим индуктором для непрерывно-последовательного нагрева и т. д.

Закалочная станция установки блочного исполнения состоит из блока конденсаторной батареи, блока закалочного трансформатора, шкафа управления и выносного пульта управления.

Компоновка блочного исполнения предоставляет большую свободу размещения закалочной станции: блок закалочного трансформатора может быть отнесен от блока конденсаторной батареи, два трансформаторных блока и два блока конденсаторной батареи могут составить закалочную станцию с двумя постами для лучшего использования генераторов по времени и загрузки оператора. Схема автоматического управления установки блочного исполнения выполнена на контактных элементах (реле).

При кажущейся простоте, сравнительно малых размерах индуктор является основным рабочим органом закалочной установки. Параметры индуктора определяют мощность и тип закалочного трансформатора, мощность конденсаторной батареи, расход электроэнергии на закалку детали. Удачное решение при конструировании закалочного индуктора иногда упрощает конструкцию станочной части закалочной установки, повышает производительность, облегчает труд калильщиков. От надежности индуктора зависит надежность работы закалочной установки. Закалочный индуктор обычно имеет спрейерное устройство; от конструкции спрейера зависит качество закалки и расход закалочной среды.

Проектируя заново или подготовляя к работе новый готовый индуктор, необходимо знать, какое напряжение нужно подать на его токо-подводящие контакты для обеспечения нагрева детали по требуемому режиму (частота тока, время нагрева, удельная мощность нагрева), какая мощность конденсаторной батареи необходима для компенсации реактивной мощности индуктора, какой тип закалочного трансформатора будет подходящим.

Напряжение на одновитковом индукторе меняется в очень широких пределах: от 5—6 до 200 и более вольт. Отмечалось, что рабочее напряжение машинных преобразователей по стандарту равно 400 и 800 В. Напряжение генератора понижают с помощью закалочного трансформатора. Однако пределы изменения коэффициента трансформации в данном случае требуются слишком широкие. Можно эти пределы сузить за счет применения многовит-ковых индукторов. Однако изготовление и применение многовит-ковых индукторов связано с большими неудобствами: существует некоторое минимальное сечение трубки в свету (5X5 или 7X7 мм), которая не засоряется быстро в работе, трудно совместить спрейер и активный многовитковый провод в одном объеме, обеспечить надежную и долговечную межвитковую изоляцию. Многовитковый индуктор дает очень размытую граничную зону закалки под краями индуктирующего провода. Практически многовитковые индукторы в среднечастотном диапазоне для поверхностной закалки не применяются. Закалку с четкой границей закаленной зоны, свойственную одновитковым индукторам, и согласование многовитковых дают индукторы-трансформаторы, называемые еще концентраторами [2], но в изготовлении и ремонте они сложнее многовитковых индукторов. Как уже упоминалось, номограмма (рис. 20) и графики (рис. 21 и 22) определяют значения напряжения на индуктирующем проводе индуктора без учета падения на токоподводящих шинах. При конструировании

индукторов предусматриваются уширение токоподводящих шин, минимальное расстояние между прямой и обратной шинами с тем, чтобы при выносе индуктора от понизительного закалочного трансформатора на обычное расстояние 150—200 мм падение напряжения на шинах не превосходило 5% от напряжения на самом индуктирующем проводе. На этом же уровне удерживаются и активные потери в токоподводящих шинах индуктора относительно потерь в индуктирующем проводе. Поэтому вносить какие-либо поправки в данные по напряжению номограммы (рис. 20) и графиков (рис. 21 и 22) не имеет смысла.

Для контроля за режимом нагрева в составе закалочных установок предусмотрен ряд измерительных приборов. Температура нагрева поверхности, глубина прогретого слоя непосредственно не контролируются имеющимся комплектом приборов. Режим нагрева детали, определяемый удельной мощностью нагрева, может косвенно контролироваться по активной мощности, отдаваемой генератором. Эта мощность ввиду определенного значения к. п. д. закалочного трансформатора и индуктора пропорциональна мощности, передаваемой непосредственно в деталь. В установках с машинными преобразователями имеется ваттметр электродинамической системы типа Д-30. Показания амперметра генератора свидетельствуют о загрузке обмоток генератора по току и зависят от подбора емкости конденсаторной батареи при

неизменном режиме нагрева. Показания амперметра генератора позволяют судить о правильности подбора конденсаторной батареи и коэффициента трансформации закалочного трансформатора при настройке установки на закалку новой детали. Киловольт-метр генератора является прибором, свидетельствующим о подготовке установки к включению на нагрев. Следует отметить, что примененный в установке вольтметр ЦЗЗО детекторной системы не соответствует требованиям по классу точности (2,5) и но цене деления шкалы (25 делений). Мощность, т.е. температура нагрева поверхности, должна поддерживаться с точностью не ниже ±2%. Поскольку мощность пропорциональна квадрату напряжения, напряжение генератора должно контролироваться с точностью ±1%. Иначе говоря, в качестве киловольтметра генератора должен применяться прибор класса 1,0 и с большим числом делений шкалы.

Полная мощность ндуктора, по которой выбирается соответствующий тип закалочного трансформатора, в несколько раз

где kr — к. п. д. закалочного трансформатора.