Нагрев металла и защитные атмосферы

I. НАГРЕВ МЕТАЛЛА И ЗАЩИТНЫЕ АТМОСФЕРЫ [c.204]

Нагрев металла и защитные атмосферы 205 [c.205]

В индукторах целесообразно производить нагрев при крупносерийном производстве относительно небольшой номенклатуры разных по диаметру заготовок. При большой номенклатуре заготовок разных дпа-метров и ограниченном объеме производства целесообразно применение индукционных муфельных печей, работающих на промышленной частоте. В печах такого типа возможен нагрев заготовок диаметром 20—150 мм. Конструкция печей такого типа позволяет производить нагрев металла в защитной атмосфере. По сравнению с высокотемпературными печами сопротивления индукционные муфельные печи обладают лучшими энергетическими показателями, легко поддаются автоматизации и быстро разогреваются. [c.151]

Нагрев заготовок осуществляется в пламенных печах, в печах с индукционным или с контактным электронагревом. Иногда нагрев производят в защитной атмосфере для снижения угара металла и обезуглероживания поверхности поковки. Скорость нагрева переменная до интервала температур структурных превращений она замедлена, дальнейший нагрев до температуры ковки - с максимально возможной скоростью. [c.400]

Отливки штампов должны быть плотными, иметь минимальное количество неметаллических включений, пониженную концентрацию растворенных в металле газов и мелкозернистое строение. Применение комплексных раскислителей и модифицирование редкими или редкоземельными металлами позволяет производить процесс выплавки стали в электропечах с кислой футеровкой. В качестве шихты используют изношенные штампы, отрезанные прибыли, литники, бракованные поковки. Отливки штампов после выбивки подвергают отжигу. Нагрев производится в защитной атмосфере до температуры 860° С и выдержки в течение 10 ч охлаждение до температуры 680—720° С и выдержка не менее 4 ч с последующим охлаждением в печи. Твердость после отжига НВ 241. Закалка и отпуск производятся по режимам, аналогичным принятым для обработки кованых сталей. [c.234]

Диффузионную сварку в большинстве случаев выполняют в вакууме, однако она возможна в атмосфере инертных и защитных газов. Свариваемые заготовки 3 (рис. 5.44) устанавливают внутри охлаждаемой металлической камеры 2, в которой создается вакуум 133(10 . .. 10 ) Па, и нагревают с помощью вольфрамового или молибденового нагревателя либо индуктора ТВЧ 4. Все вводы в камеру (5 - к вакуумному насосу, б - к высокочастотному генератору и др.) хорошо герметизируются. С целью ускорения процесса в камеру может быть введен электронный луч, позволяющий нагревать заготовки с еще более высокими скоростями, чем при использовании ТВЧ. Обычно такой нагрев применяют при диффузионной сварке тугоплавких металлов и сплавов. [c.268]

Лазерная пайка. Нагрев паяемых деталей с помощью лазера является весьма перспективным, особенно при пайке микроминиатюрных деталей, контактов и т. п. Лазерный нагрев в определенном отнощении более универсален, чем электронно-лучевой световой луч свободно проходит сквозь прозрачные преграды, не требуется электрического контакта с деталью, пайка возможна не только в вакууме, но и на воздухе или в защитной атмосфере. Высокая удельная тепловая мощность лазерного луча способствует испарению с поверхности припоя и основного металла оксидных пленок, что улучшает процесс пайки. [c.537]

Защита металлов от коррозии обработкой внешней среды. Сущность этого метода защиты — удаление из окружающей среды некоторых реагентов, вызывающих коррозию, или добавление во внешнюю среду ингибиторов — специальных веществ, нейтрализующих вредное действие таких реагентов и замедляющих коррозию. Так, если коррозия металла протекает в газовой среде, где в качестве агрессивного реагента — стимулятора коррозии — используется кислород, то из этой среды удаляют кислород или уменьшают его количество. Например, отжиг металла при высоких температурах осуществляется в защитной атмосфере с уменьшенным содержанием кислорода. Иногда нагрев металла до высоких температур осуществляется в безокислительной или нейтральной атмосфере, в которую подают газообразный азот, защищающий металл от окисления. [c.230]

Поковки высокого качества можно получить только при правильном нагреве металла и при ковке в установленных пределах температур правильно нагреть металл — это значит нагреть его со всех сторон равномерно, с определенной скоростью до заданной температуры. Для повышения качества нагрева и максимального снижения окалинообразования внедряют в производство способы безокислительного нагрева в защитной атмосфере и прямого без-окислительного нагрева заготовок в печах открытого пламени. [c.22]

На металлургических заводах скорость нагрева обычно принимают 100°С/ч, а продолжительность выдержки может колебаться от 0,5 до 1,0 ч на 1,0 т нагреваемого металла. Металл загружают в печь непосредственно после выгрузки предыдущей садки при температуре печи 400—500°С. Нагрев производят в камерных печах, в печах с выдвижным подом, толкательных и конвейерных печах и др. Печи работают на газовом и жидком топливе или имеют электрический обогрев. В ряде случаев, например при отжиге проволоки в бунтах, применяют контролируемые (защитные) атмосферы, исключающие окисление и обезуглероживание стали в процессе нагрева. [c.222]

При действии переменных напряжений прочность деталей в большинстве случаев зависит в значительной степени от состояния их поверхности. Поэтому обеспечение высокой прочности и износостойкости поверхности деталей предохранением ее от обезуглероживания и окисления имеет очень большое значение. По этим причинам защитные атмосферы получили самое широкое применение не только при термической обработке, но и при нагреве металлов в прокатных и кузнечных цехах. В последнее время начали применять нагрев проката и поковок с обезуглероженной поверхностью в специальной атмосфере для восстановления углерода до нормального содержания. [c.208]

Безокислительный нагрев стальных и других заготовок, кроме муфельных печей и печей с использованием нейтральных или защитных атмосфер, производят в специальных печах барабанного типа. В барабан печи заливают расплавленное стекло слоем толщиной 100 мм. Из примыкающей подогревательной камеры в барабан печи подаются заготовки, подогретые до 600° С, где они покрываются слоем стекла, которое предохраняет заготовки от дальнейшего окисления, а если заготовка уже была окислена, то окалина растворяется в расплавленном стекле. Нагретые таким способом заготовки на поверхности имеют тонкий слой стекла, который удаляют механическим способом. Нагрев в стекле протекает без риска пережога металла. [c.212]

Но все эти способы оказываются все же недостаточно надежными, а в тех случаях, когда приходится нагревать большие, массы металла (отжиг прутков, проволоки, ленты), просто неосуществимыми, В таких случаях совершенно незаменимым и дающим исключительно хорошие результаты является нагрев в п е ч а х с защитной атмосферой. В такие печи впускается какой-либо защитный газ, который вытесняет из печи воздух и заполняет все рабочее пространство печи. Для того чтобы не было подсоса воздуха, защитный газ находится в печи под небольшим избыточным давлением. Наиболее удобно создавать защитную атмосферу в муфельных и электрических печах. Создание защитной атмосферы в пламенных печах практически почти невозможно. [c.97]

Нагрев, если он производится не в защитной атмосфере, всегда сопровождается окислением металла, и на поверхности стали образуется окалина. Удаление окалины обязательно в том случае, если прокат, заготовки и детали не будут подвергаться механической обработке и ссли в то же время поверхность их должна быть совершенно чистой. Это относится к лентам, проволоке, тонким листам и листовым заготовкам, которые подлежат холодной штамповке, пружинам, отжигавшимся сварным конструкциям и т. д. Оставшаяся на прутках и проволоке окалина вызывает сильный износ волочильного инструмента. Окалина на листах и листовых заготовках точно так же крайне отрицательно сказывается на стойкости штампов. Окалина на деталях и сварных конструкциях, подвергающихся покрытиям (металлическим или лакокрасочным), не допустима потому, что на нее не удается нанести металлические покрытия, а лакокрасочные хотя и удается нанести, но держатся они непрочно и отслаиваются вместе с окалиной. Удаление окалины желательно и с тех заготовок и деталей, которые подвергаются дальнейшей механической обработке. Окалина, правда, снимается при механической обработке, но удаление ее режущими ин- [c.198]

Такие металлы, как бериллий, цирконий, титан, уран, торий и др., при температурах горячей обработки значительно окисляются, что вызывает необходимость применения защитных сред при их нагреве (защитные атмосферы, нагрев в солевых ваннах), а также защитных оболочек при прессовании. Оболочки могут быть стеклянные, графитовые (образовавшиеся после возгонки летучих составляющих графитовых эмульсий) и металлические из металлов или сплавов, не реагирующих с прессуемыми металлами. [c.277]

Одним из опасных дефектов легированных сталей являются флокены (волосные трещины), образующиеся при быстром охлаждении после ковки. Поэтому для предупреждения образования флокенов поковки после ковки медленно охлаждают до 150— 200° С. Поверхность штампов должна быть чистой, без рисок, мелких трещин и неровностей, чтобы не происходило налипание и приваривание деформируемого металла. Чтобы не образовывались трещины в процессе работы, необходим предварительный нагрев до 300—350° С. В процессе работы штампы необходимо охлаждать для предупреждения перегрева. Можно применять наружное охлаждение, но лучшие результаты дает внутреннее водяное охлаждение. Во всех случаях необходимо применять смазки. Для предотвращения износа штампов необходимо сбивать окалину с деформируемого металла или нагревать заготовки в печах с защитной атмосферой. В процессе работы в поверхностных слоях штампов появляются внутренние напряжения, которые могут привести к образованию трещин. Поэтому после определенного срока эксплуатации штампы отпускают при 300—400° С (1—2 ч) или кипятят в масле. [c.289]

Печи для непрерывного отжига требуют при горизонтальной конструкции очень больших длин, поэтому представляют интерес вертикальные протяжные печи. На фиг. 97 дана конструкция вертикального поточного агрегата для непрерывного отжига холоднокатанной ленты в защитной атмосфере [116]. Цикл отжига в данном агрегате разделяется на подогрев, нагрев, выдержку и медленное охлаждение. Подогрев ленты осуществляется теплом, выделяющимся от охлаждающейся ленты, что позволяет значительно сократить расход энергии на нагрев металла (до 40%). Холоднокатанная лента с разматывающих барабанов 1 поступает через сварочную установку 2, направляющий ролик 3, блок 4 вертикального регулятора ленты, промывные ванны 5 и б и сушильную камеру 7 с помощью приводных тянульных роликов 8 п 10 в подающую вертикальную башню запаса ленты 9. Башня запаса представляет собой камеру прямоугольного сечения с рядом неподвижных роликов вверху и подвижными роликами внизу, на которых петлеобразно натянута лента. При сокращении длины ленты нижние ролики автоматически подтягиваются канатиками к верхним роликам. Из башни запаса лента по траншее попадает в камеру подогрева 12, где, поднимаясь и опускаясь, делает девять вертикальных ходов общей длиной 84 м,, подогреваясь теплом выходящего участка ленты до температуры 400°. Далее лента поступает в зону 11 нагрева и задержки, где, делает [c.175]

Нагрев токами высокой частоты (ТВЧ) применим при высокотемпературной пайке. Перед пайкой поверхности деталей тщательно зачищают. Окисление металла и припоя при нагреве ТВЧ может быть предотвращено путем помещения паяемых деталей в контейнер с защитной атмосферой или под вакуумом. [c.302]

Известно, что при нагреве происходит окисление стали, переводящее в угар и окалину значительное количество металла (особенно при многократном нагреве — до 1,2%). Поэтому создание защитных (контролируемых) атмосфер для безокислительного нагрева имеет большое народнохозяйственное значение. Вакуумный нагрев является также безокислительным. [c.113]

Термическая обработка металлов. Нагрев Защитные, нагревающие и охлаждающие среды Защитные печные атмосферы [c.79]

Металлический молибден устойчив на воздухе до 500° С. При более высокой температуре он заметно окисляется с образованием летучих окислов. При этом происходит диффузия кислорода и в глубь металла. Поэтому нагрев молибдена перед деформацией надо производить в восстановительной атмосфере или защитных средах. [c.219]

Нагрев в печах, в которых при сжигании топлива создается защитная безокислительная атмосфера. Это можно осуществить в обычных пламенных печах. Как было рассказано выше, если нагревать заготовки с недостатком воздуха, т. е. коптящим пламенем, то печная атмосфера будет содержать продукты неполного сгорания — окись углерода СО, которая и защищает металл от окисления. Однако в печи, работающей с нагревом коптящим пламенем, нельзя получить высокой температуры, поэтому она непроизводительна. [c.105]

Сварка сплавов алюминия с магнием и цинком (АМг и АМц) не вызывает затруднений и производится теми же способами, что и сварка алюминия. Исключение составляют дюралевые сплавы, представляющие собой сплавы А1 с Си. Эти сплавы являются термически упрочняемыми путем закалки и последующего старения. В результате старения значительно повышается прочность и твердость сплавов. Нагрев свыше температуры 500° С приводит к оплавлению и окислению границ зерен, вследствие чего происходит резкое снижение механических свойств. Свойства перегретого дюралевого сплава не могут быть восстановлены никакой термической обработкой. Таким образом, сварка дюралей связана с разупрочнением зоны термического влияния на 40 50%. При сварке дюралюмина в атмосфере защитного газа также происходит снижение прочности, однако термообработкой можно восстановить прочность до 80—90% от прочности основного металла. [c.375]

Использование электрических печей для нагрева деталей и заготовок облегчает регулирование теплового режима, позволяет очень точно поддерживать заданную температуру и обеспечивает высокую степень равномерности нагрева изделий. Кроме этого, в электрических печах при необходимости можно осуществлять нагрев отдельных участков изделия или его поверхности. Электрические печн по сравнению с топливными гораздо легче поддаются герметизации. Это позволяет широко применять плавление или нагрев металла в защитной или специальной атмосфере, а также в вакууме. [c.246]

Уменьшения образования окалины достигают также скоростным нагревом металла, когда температура печи приблизительно на 200—350° С выше температуры нагрева металла (см. рис. 20). Угар снижается почти в 3 раза. Достигают еще большего уменьшения окалинообразования и даже практически полностью устраняют угар, применяя средства малоокислительного и безокисл г-тельного нагрева. К ним относятся электронагрев (угар до 1%), нагрев в печах с восстановительной и защитной атмосферой, в расплавах солей или стекла, нагрев заготовок, предварительно покрытых специальными обмазками, защищающими металл от окисления. [c.45]

Так как содержание Ti, А1 и В в сплавах в основном определяет жаропрочность, то в результате этих изменений разупрочняются поверхностные слои сплава, сильно понижаются жаропрочность и сопротивление усталости. Наличие умягченного слоя вследствие понижения сопротивления усталости создает благоприятные условия для образования трещин и отрицательно сказывается на длительной прочности сплавов. Содержание легирующих элементов изменяется не только в окисленном слое, но и в поверхностных слоях металла, находящихся под окалиной. По этой причине после пермкческой обработки измененный поверхностный слой на изделии необходимо удалять независимо от того, производился нагрев в защитных атмосферах или в вакууме. [c.223]

Термодиффузионное хромирование осуществляется в смеси порошков хрома и окиси алюминия. Нагрев деталей производится в защитной атмосфере при 1100—1300 °С в течение 3—4 ч. Чем больше температура и время выдержки, тем толще слой, насыщенный хромом. Термодиффу-зиониое хромирование можно производить в газовой среде или соляной ванне. Возможно насыщение и другими металлами (например, кремнием— снлииирование, золотом, серебром). Так как серебро при высоких температурах плохо защищает от окисления, его покрывают слоем индия или золота. [c.220]

Легирование снижает пластичность хрома и значительно повышает сопротивление деформированию. По зтому большинство сплавов хрома может успешно деформироваться только методом прессования при 1600—1400° с высокими сжимаюш,ими напряжениями. Ввиду взаимодействия хрома с а.зотом, кислородом и др. активными газами нагрев слитков и заготовок под деформацию выше 900—1000° следует проводить в печах с нейтральной (аргон, гелий) или защитной (водород) средой, стеклянных или соляных ваннах. Нагрев хрома ниже 700—800° в электропечах с воздушной атмосферой не вызывает заметного окисления и охрупчивания. Защита металла от воздействия газов до 1200—1300° может быть достигнута путем помещения слитков и заготовок в металлич, оболочку или покрытием их жаростойкими эмалями. Металлич. оболочка, кроме зап итного действия, значительно улучшает термомеха-нич. условия деформации, т. к. при зтом достигается защита поверхности нагретой заготовки от быстрого охлаждения при контакте с инструментом, уменьшается коптактное трение и возникают сжимающие напряжения в поверхностном слое заготовки. [c.420]

Максимальная температура нагрева печи зависит в основном от типа используемых нагревателей. Так, металлические нагревательные элементы из жаропрочных и жаростойких сплавов позволяют поддерживать в печи температуру ниже 1100 С, некоторые специальные сплавы обеспечивают нагрев до 1200"С. Существенно повысить температуру нагрева при этом не удается даже при применении защитной атмосферы, так как температура плавления этих сплавов недостаточно высока. Применение силитовых и карборундовых нагревателей позволяет повысить температуру нагрева до 1300°С. Нагрев до 1600...2500°С можно осуществить, применяя нагреватели из тугоплавких металлов (молибдена и вольфрама) или графита. Однако использование этих материалов возможно только в вакууме или инертной среде, так как при нагреве на воздухе они быстро окисляются и разрушаются. [c.448]

Особехшостью работы нагревательных печей является то, что нагреваемый металл способен с поверхности химически соединяться с свободным, кисло родом, имеющимся в топочных газах (окисляться), покрываться окалиной, особенно в присутствии углекислоты и водяных паров, что ведет к потере — угару металла, составляющей от 2 до 5%. Кроме того, поверхность металла способна обезуглероживаться, ухудшая качество металла. Для борьбы с этими вредными явлениями применяются обмазка металла известковым молоком, графито-глинистыми растворами и т. п., подача в печь, кроме газа — топлива, защитного газа, состоящего из горючего газа, состав которого изменен соответствующей химической обработкой в специальных установках, чтобы обеспечить безокислительную атмосферу в печи создание газовых завес у окон выдачи металла из печи из части газа, идущего на сжигание в печи устройство специальных печей безокислительного нагрева, в которых газ сжигается в керамических каналах, так что поверхность металла не соприкасается с продуктами горения, и другие способы, обеспечивающие безокисли-тельный нагрев металла. [c.230]

В ФРГ проведено исследование различных способов устранения обезуглероживания кузнечных заготовок [641. Отмечается, что применение безокислительного нагрева позволило бы (при производстве в ФРГ около 1 млн. т поковок в год) сэкономить 15 ООО—20 ООО т стали в год. Кроме того, окалина на заготовках повышает износ штампов и пода печей. Установлено, что из трех способов защиты стали от окисления и обезуглероживания 1) применение защитной атмосферы 2) скоростной нагрев 3) покрытия—эффективными являются только покрытия. Применение защитных атмосфер и скоростного нагрева не дало положительных результатов из-за окисления металла. [c.7]

Нагрев с образованием защитных покрытий на поверхности заготовок. Иначе говоря, в печи создать атмосферу с содержанием какого-либо вещества, покрывающего заготовку и защищающего ее от окисления. Таким веществом является литий. Если перегретые пары хлористого лития и карбоната лития вдувать в рабочее пространство печи, то они, конденсируясь на холодной поверхнрсти нагреваемых заготовок, образуют пленку, которая и защищает металл от окисления. Такие нагревательные устройства существуют. [c.105]

Требуемый нагрев металла, практически без окалины, получается в электронагревателях — индукционном (фиг. 3) и контактном (фиг. 4), а также в печах открытого пламени безокислитель-ного нагрева, где создается защитная атмосфера за счет неполного сжигания топлива (см. гл. IX), в результате чего атмосфера печи состоит в основном из газов восстановителей СО и Нг. [c.5]

При индукцисчной пайке металлов вследствие высокой скорости нагрева, чистоты к отсутствия окалиньь возможности применения защитных атмосфер и вакуума получаются очень надежные соединения. Индукционный нагрев применяется и для наплавки твердыми сплавами, например сталинитом. [c.251]

Колпаковые печи работают чаще всего с тремя подами. На одном поду происходит нагрев металла под нагревательным колпаком печи, на двух других — охлаждение садки, разгрузка и загрузка листов. Для осуществления охлаждения листов в защитной атмосфере стопа металла, кроме нагревательного колпака, закрывается металлическим муфелем из листовой окалиностойкой стали, под который и подводят защитный газ. [c.174]

ДИФФУЗИОННАЯ СВАРКА, диффузионная сварка в вакууме, диффузионно-вакуумная сварка — сварка давлением, при которой соединяемые части подвергают общему электронагреву в вакууме до температуры (0,7—0,8) длительной выдержке при этой температуре и последующему сжатию. Вакуум создается в специальных вакуумных камерах сварочных установок. Такие условия нагрева способствуют интенсивному протеканию процессов диффузии в металле и позволяют получать соединения при небольшой пластической деформации. Нагрев осуществляется преимущественно индуктированными токами, могут использоваться и другие источники нагрева обычные сопротивления, электрический ток, пропускаемый по самим деталям, электронный луч, поле тлеющего разряда и др. Осадка деталей осуществляется с помощью пневматических систем. Д. с. применяется для соединения тугоплавких металлов н сплавов па их основе, а также металлов с металлокерамикой и графитом. Особым видом Д. с. является диффузионная сварка в контролируемой атмосфере, при которой в качестве защитных газов используются водород, аргон, гелий. См. Автоеакуумная сварка. На рисунке дана схема диффузионной сварки 1 — нагреватель 2 — заготовки — усилие сжатия. [c.41]

В настоящее время на ряде наших металлургических производств с успехом эксплуатируются печи с защитными атмосферами, позволяющими проводить безокислр1тельный нагрев стали. На рис. 58 даны принципиальные схемы некоторых характерных типов подобных печей. Для большинства металлургических операций применение защитных атмосфер вполне оправдывается даже при самой элементарной модернизации существующих конструкций обычных печей. При этом если даже не достигается полное прекращение окисления металла, то имеет место все же значительное уменьшение интенсив-ности газовой коррозии. Примером подобных конструкции может являться щелевая кузнечная печь с диффузионной горелкой и подводом защитного газа, представленная на рис. 58, А. В ряде других случае] , например при термообработке инструмента, необходимо создание более совершенных защитных атмосфер, обеспечивающих полное устранение процессов образования окалины и обезуглероживания. Примером подобной конструкции может служить круглая колпаковая печь для светлого отжига, изображенная на рис. 58, Б. Современная техника позволяет осуществить применение инертных атмосфер не только в печах периодического действия, но даже в высокопроизводительных печах непрерывного действия. На рис. 58, В изображена печь непрерывного действия для светлого отжига ленты из нержавеющей стали. [c.116]

Нагрев образцов осуществлялся в камере Вакутерм высокотемпературного микроскопа фирмы Рейхерт в атмосфере аргона с защитными эхгранами — геттерами. Деформированный металл подвергался изотермической выдержке при температурах 900, 1100 II 1200° С. Как показано и в ранее проведенных работах [2], в стали при достижении температуры 900° С образуется мелкозернистая структура аустенита. Уже в самом начале изотермической выдержки в структуре образуются проталины — места с нечеткими размытыми границами зерен. С увеличением выдержки площадь проталин увеличивается. После 1 — 2 ч выдержки определяются границы прота.лин и в структуре наблюдаются крупные зерна (№ 2—1) на фоне мелких Лт 8—9 (рис, 1). [c.150]

Для обозначения электрических печей принята следующая индексация. Первая буква указывает на вид нагрева (С — нагрев сопротивлением). Вторая буква указывает конструкцию печи (обозначения такие же, как и у топливных печей),. Для электрических печей ввели дополнительные буквы В — ванна и Г — колпаковая. Третья буква характеризует среду А — азот, В — ваку- уы, Г — металл, соли, щелочи, 3 —защитная контролируемая атмосфера, П —пар водяной, вода, С — соль (селитра), Ц — цементационный газ. Четвертая характеризует особенности А — агрегат, Л—лабораторная. Цифры в числителе указывают размеры рабочего пространства — ширину, длину, высоту или диаметр (дм)- для карусельных электропечей — диаметр внешний, внутренний и высота (дм) в знаменателе указывается максимальная температура печи в сотнях градусов. За температурой через дефис ставится обозначение вспомогательных признаков печи. Например, СНО-8,5.17.5/10 — электропечь сопротивления камерная периодического действия, с окислительной атмосферой, с размерами рабочего пространства 850X1700X500 мм, максимальная температура нагрева 1000° С. . [c.200]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...