Технология термической обработки металлов с применением индукционного нагрева
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3 4 5... 40 41 42 43
|
|
|
|
Рис. 1.2. Распределение температуры по сечению изделия при индукционном нагреве: /к —точка Кюри, г,а„ — температура закалки; /„ температура поверхности; \'к -глубина проникновения тока радиочастоты в горячий металл; \'\ то же тока звуковой частоты; / начальный период; 2 — нагрев током радиочастоты после нагрева до А'к; 3 — то же после нагрева до заданной глубины хк; 4 — нагрев током звуковой частоты до хк распределения индукционного тока по глубине, а значит, и кривая распределения температуры по сечению тела будут иметь перегиб на границах глубины проникновения тока в горячий металл (рис. 1.2). Чем выше частота тока, тем меньше глубина проникновения тока в холодный и горячий металл, тем ближе к поверхности начнется спад температуры. При нагреве, даже быстром, свойственном поверхностной закалке, невозможно полностью избежать явления теплопроводности. Часть энергии будет отводиться в глубь изделия. При поверхностной закалке стремятся выбирать такие режимы, чтобы нагретый слой не превышал "горячей" глубины проникновения тока. Такой нагрев называется глубинным [1]. 1.2. СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ И ЧУГУНЕ ПРИ НАГРЕВЕ Качество нагрева при термической обработке определяется степенью завершенности фазовых превращений в металлах и сплавах. Для углеродистой стали к таким процессам относятся превращения эвтекто-ида (перлита) в аустенит, превращение структурно свободного феррита в доэвтектоидных сталях и растворение избыточных карбидов в заэвтек-тоидной стали. Рассмотрим влияние быстрого индукционного нагрева на кинетику протекания этих процессов. Состав фаз в углеродистой стали при различных уровнях температуры и характер фазовых переходов определяются диаграммой состояния сплавов железа с углеродом (см. рис. 1.1). Из диаграммы видно, что перлит, представляющий собою эвтектоидную смесь двух фаз (феррита и цементита), при нагреве до температуры, обозначенной на диаграмме А,, начинает превращаться в аустенит. В реальных условиях процесс идет при некотором перенЭ*реве до точки Ас,, и чем больше разность Ас — А,, тем быстрее идет процесс, так как увеличивается разность равновесных концентраций углерода в аустените на границах с цемен титом и ферритом Сц — Сф и увеличивается подвижность атомов углерода. Расчеты, построенные на законах диффузии, показывают, что превращения перлита в аустенит по своей природе — быстропротекающий процесс. Тонкопластинчатый перлит может перейти в аустенит при температурах, близких к А\, в течение 0,1—0,2 с, грубопластинчатый — за 0,8—1,0 с. Однако теоретическая расчетная скорость превращения может быть достигнута только в том случае, если это превращение, по своей природе эндотермическое и идущее с поглощением тепла в количестве 80 Дж/г, будет обеспечено необходимым количеством энергии. В термических печах передача нужного количества энергии затруднена и превращение искусственно затягивается. При индукционном нагреве тепловая энергия генерируется непосредственно в поверхностных слоях обрабатываемого изделия, поэтому мощность, передаваемая в изделие, не ограничивается. Увеличение скорости нагрева, связанное с увеличением передаваемой в изделие мощности, вызывает ускорение процесса превращения, которое при реальных режимах термической обработки углеродистой стали завершается в полной мере при температуре, близкой к А\. Только при очень быстрых процессах поверхностной закалки, когда время нагрева исчисляется долями секунды, приходится учитывать время превращения перлита в аустенит и повышать конечную температуру нагрева существенно выше точки Ас\, определенной для данной стали при медленном нагреве. В этом случае говорят об интервале температур превращения перлита в аустенит. Сказанное выше справедливо для углеродистой стали, т. е. сплава железа с углеродом. Введение в сплав легирующих элементов может оказать влияние на кинетику превращения перлита в аустенит. Такие элементы, как никель, не образуют с углеродом химического соединения (карбида), а входят в состав твердого раствора в железе, понижая температуру перлитного превращения А\. С точки зрения условий нагрева это действие благоприятно, так как позволяет применить более низкие температуры нагрева. На кинетику перехода перлита в аустенит такие элементы оказывают слабое влияние, которое в практике термической обработки можно не учитывать. Кремний, так же как и никель, не образует в стали карбидов, но он повышает температуру начала перлитного превращения. Кроме того, кремний существенно замедляет диффузию углерода в железе, что приводит к необходимости для-. форсировання процесса повышать температуру нагрева при термической обработке по сравнению с углеродистой сталью. Большинство элементов, применяющихся для легирования конструкционной стали, образуют с углеродом карбиды, стойкие при относительно высоких температурах. К ним относятся хром, титан, ванадий, вольфрам и др. Скорость превращения эвтектоида, легированного этими элементами, много меньше скорости превращения перлита в углеродистой стали. Поэтому при индукционном нагреве превращение протекает в некотором интервале температур и температура окончания процесса может оказаться выше на несколько десятков градусов.
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3 4 5... 40 41 42 43
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
