Телефон :
8 (800) 555-30-54
бесплатный звонок по России
Пеностекло
Современные здания по долговечности значительно проигрывают старым (старинным) кирпичным зданиям. Единственная причина в том, что на сегодняшний день ни один утеплитель не может «жить»... Подробнее
Строительные блоки
Предлагаемые нашей компанией строительные блоки Необлок, это настоящий прорыв инновационных технологий, позволяющий сократить сроки возведения зданий, сэкономить на теплоизоляционных... Подробнее
Утеплитель
Утеплитель на основе пеностекла по технологии Необлок – это материал, который имеет низкую теплопроводность, не горюч, паропроницаем и не набирает влагу. Он легкий, но достаточно прочен,... Подробнее
 

Производство цемента

Снижение прочности цементованных деталей

На снижение прочности цементованных деталей, ведущее к их поломкам, может оказать влияние устойчивый ковочный перегрев, сохраняющийся в структуре и после окончательной термической обработки, обезуглеJ роживание, внутреннее окисление легирующих элементов, сохранение в структуре цементованного слоя карбидной сетки, повышенное количество остаточного аустенита и др.

Прочность зубчатых колес зависит от качества цементованного слоя и прочности сердцевины. При более прочной сердцевине и менее хрупком цементованном слое более высокой будет и общая прочность цементованной детали. Поэтому наличие в структуре цементованного слоя грубой карбидной сетки, крупнозернистого строения, растягивающих напряжений и других дефектов является вредным. Для повышения прочности сердцевины получили применение цементуемые стали с более высоким содержанием углерода.

Низкая твердость и прочность сердцевины в тяжелопагруженных зубчатых колесах приводит не только к поломкам зубьев, но и к продавливанию цементованного слоя и к образованию трещин. Вследствие низкого пределатекучести сердцевины при больших давлениях происходит пластическая деформация сердцевины, что вызывает перенапряжение цементованного слоя и образование в нем трещин. Исследование зубчатых колес, вышедших из строя вследствие продав-. швания слоя, показало, что пни имели низкую твердость сердцевины и наличие в ней выделений феррита.

В процессе эксплуатации. Такие поломки происходят из-за неполного зацепления сопряженных зубчатых колес или попадания между зубьями постороннего твердого тела. Такой вид разрушения может произойти при вполне удовлетворительном качестве зубчатых колес. Однако пониженная прочность сердцевины способствует таким поломкам. На рис. 13 показан зуб, который частично разрушился вследствие неполного зацепления, а на рис. 14 — зуб с вмятиной со стороны включения, образовавшейся из-за неполного зацепления сопряженных зубчатых колес.

Повышение прочности и сопротивления

Повышение прочности и сопротивления износу при низком отпуске многие исследователи связывают с влиянием отпуска на сопротивление отрыву. Так, в работах было показано, что сопротивление отрыву, зависит от содержания углерода в мартенсите. При повышении температуры отпуска сопротивление отрыву увеличивается, достигает максимального значения при 300° С или при 300—400° С, а затем уменьшается. Увеличение сопротивления отрыву объясняется уменьше — ниєм содержания углерода в мартенсите при отпуске а снижение сопротивления отрыву при более высоки: температурах отпуска объясняется структурными изм нениями, протекающими в стали после распада мартен сита.

Таким образом, увеличение разрушающих нагрузо: при растяжении, изгибе и кручении, а также износосто кости закаленной стали при низком отпуске объясняете: увеличением сопротивления отрыву при уменьшении кон центрации углерода в мартенсите.

Повышение износостойкости при. увеличении темпе ратуры отпуска до 300—400° С некоторые исследователі связывают с образованием мелкодисперсных карбидо. в результате распада мартенсита. При боле высокой температуре отпуска карбиды укрупняютс что ведет к снижению износостойкости.

Дефекты материала

На снижение износостойкости могут влиять также дефекты материала зубчатого колеса и его термической обработки. Так, например, при непродолжительной эксплуатации зубчатой пары цементованных деталей, из которых одна была закалена, а другая случайно не закалена, оказалось, что закаленное зубчатое колесо повреждений не имело, а у незакаленпого все зубья были полностью изношены.

На износ влияет пониженная твердость, анормальность структуры, присутствие в структуре повышенного количества остаточного аустенита, а также характер и количество карбидов в поверхностной зоне цементованного слоя.

Принято считать, что более высокая твердость дает меньший износ. На цементованной поверхности зубчатых колес, изготовленных из стали 20Х2Н4А, твердость должна быть HRC 59—62. Однако повышенный износ встречается и в зубчатых колесах твердостью HRC 61—62 и в то же время были случаи, когда зубчатые колеса твердостью HRC 57—58 после длительной эксплуатации имели хороший внешний вид и минимальный износ. Надо полагать, что небольшие колебания в. твердости значительно не отразятся на износостойкости. При получении резко пониженной твердости износостойкость будет понижена. Необходимо также учитывать, что при очень высокой твердости, например полученной после обработки холодом, износостойкость может не повыситься.

Контакт деталей

Для деталей, изготовляемых из сталей типа 20Х2Н4А и обрабатываемых с применением высокого отпуска и закалки с повторного нагрева, применяют агрегаты, состоящие из нескольких печей и герметичных передаточных тамбуров, предотвращающих контакт деталей с воздухом при переходе из одной печи в другую.

На рис. 20 показана схема компоновки 24-поддонного агрегата для обработки деталей из хромоникелевых сталей. Детали загружают в герметичный тамбур 1, откуда они поступают в цементационную печь 2, а затем через тамбур 3 в печь для высокого отпуска 4 и через тамбур 5 в закалочную печь 6. Из закалочной печи детали поступают в разгрузочный тамбур 7 и в закалочный бак, а далее идут в моечную машину и на низкий отпуск.

Для мелкосерийного производства с большой номенклатурой деталей и разнообразием марок стали для цементации и закалки широкое применение получили универсальные камерные печи с автоматическим регулированием температуры и состава печной атмосферы. Основными элементами универсальной камерной печи являются рабочая камера, загрузочной тамбур и закалочной бак. Схема универсальной печи показана на рис. 21. Поддон с деталями, установленный на рольганге 1, подается в тамбур 3 на закалочный стол 4. Заслонка 2 герметически закрывается. После продувки тамбура отходящими газами поднимается заслонка печи 5 и детали подаются в рабочую камеру 6, после чего заслонка печи закрывается. После окончания цементации или нагрева для закалки начинается разгрузка. Заслонка печи поднимается, поддон с деталями выталкивается в тамбур на закалочный стол, заслонка печи закрывается, поддон с деталями опускается в закалочный бак 7. После охлаждения поддон поднимается и производится разгрузка деталей в порядке, обратном загрузке. Основные операции передвижения поддона и поднятия и опускания заслонок механизированы.

Зависимость между концентрацией

Второе уравнение Фика справедливо только в том случае, если D не зависит от концентрации, что не всегда имеет место. В общем виде решить это уравнение нельзя, но для определенных условий оно может быть проинтегрировано и может быть найдена зависимость между концентрацией с, глубиной и временем:

Для наиболее простого частного случая и вместе с тем имеющего наибольшее практическое значение интегрирование производят при следующих условиях:

Содержание диффундирующего элемента на поверхности растворителя поддерживается постоянным во времени и равным предельной его растворимости. Поверхность раздела плоская;

Размер вещества растворителя в направлении от начальной поверхности должен быть больше глубины диффузионного слоя, чтобы исходная концентрация диффундирующего вещества в удаленном от поверхности раздела объеме оставалась неизменной;

Предполагается, что коэффициент диффузии D не зависит от концентрации.

Если говорить о цементации, то для создания таких условий подача науглероживающего газа должна быть достаточной, чтобы поддерживать предельную концентрацию углерода на поверхности детали; при этом толщина деталей должна быть больше суммарной глубины цементованного слоя.