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

ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ РАЗРУШЕНИЯ ЦЕМЕНТОВАННЫХ ДЕТАЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Долговечность деталей машин зависит от совершенства конструкции, правильности выбора материала, качества механической и термической обработки, качества сборки узлов, условий эксплуатации и других факторов. При конструировании детали должны быть учтены не только условия ее работы и испытываемые ею нагрузки в процессе эксплуатации, но и поведение детали при химико-термической и термической обработке. Например, отсутствие галтелей и недостаточные радиусы закруглений у основания зубьев зубчатого колеса ослабляют его прочность. Отсутствие закруглений на торцах зубьев может ч/привести в процессе цементации к получению повышенной концентрации углерода на ребрах зубьев и к образованию сколов.

При выборе стали, кроме механических свойств и. прокаливаемости, необходимо учитывать ее технологичность и стоимость. Сталь не должна быть склонной к получению при цементации повышенной концентрации углерода в поверхностной зоне, к повышенной деформации и к перегреву. Способность сохранять мелкозернистое строение особенно необходима для деталей, подвергаемых цементации при высоких температурах, и для деталей, закаливаемых с цементационного нагрева. Желательно, чтобы для изготовления деталей из выбранной стали не требовалось бы сложного технологического процесса термической обработки, чтобы сталь хорошо обрабатывалась резанием, не была склонной к образованию трещин при шлифовании, не содержала дорогостоящих и дефицитных элементов или содержала их мало.

Светлые и темные площадки

Для выявления макроструктуры производили травление перегретых образцов в царской водке. Образцы непосредственно после перегрева в макроструктуре имеют четко выраженные светлые и темные площадки с селективным блеском. Эти площадки по размерам и форме соответствуют исходным зернам аустенита, получившимся при перегреве. В стали плавки 1, имевшей крупное нафталинистое и камневидное строение в изломе, зерна очень крупные — средняя площадь их поперечного сечения составляет 12 мм2, а в плавке 2 она равна 2 мм2. После цементации и термической обработки крупнозернистое строение в макроструктуре сохранялось, но площадки с селективным блеском как в ядре, так и в цементованном слое стали менее четкими и более мелкими.

При исследовании микроструктуры цементованного слоя обращали внимание главным образом на величину карбидной сетки. На рис. 87 приведены микроструктуры наружной зоны цементованного слоя после высокого отпуска. При повторных нагревах для термической обработки текстура в объемах бывшего первичного аустенитного зерна расстраивается, единообразие в строении псевдозерен нарушается, что ведет к их упрочнению. Границы бывших зерен аустенита окажутся слабее конгломерата зерен внутри этих границ и разрушение пройдет по границам первичных аустенитных зерен, что даст камневидное строение в изломе.

Качество карбюризатора

В качестве карбюризатора при газовой цементации применяют также углеродсодержащие жидкости, которые при высокой температуре образуют науглероживающий газ. Широкое применение для газовой цементации получил природный газ. При оптимальном режиме расхода природного газа его можно применять в чистом виде. Для уменьшения сажеобразования к природному газу добавляют предварительно обработанный газ, который получают путем сжигания природного газа в специальных установках.

2. Цементация в эндотермической атмосфере При обычных методах цементации без регулирования углеродного потенциала требуемую концентрацию углерода в поверхностной зоне цементованного слоя стремятся получить подбором состава и количества карбюризатора, подаваемого в печь. Однако при таком методе цементации не обеспечивается постоянства содержания углерода в слое, что может оказать влияние на прочность цементованной стали. Для устранения этого недостатка применяют цементацию в атмосферах с регулируемым углеродным потенциалом. Такие атмосферы содержат науглероживающие и обезуглероживающие газы. Регулируя их соотношение, можно обеспечивать науглероживание до определенного содержания углерода в поверхностной зоне.

Величину углеродного потенциала можно определять и регулировать прямым и косвенным методами. Прямой метод основан на изменении электросопротивления проволоки, в которой изменяется содержание углерода при взаимодействии с науглероживающей средой. При косдержания углерода в стали до заданного. При применении печей непрерывного действия комбинированные циклы осуществляют путем раздельной подачи газа в разные зоны печи. В наиболее совершенных печных агрегатах диффузионная камера отделена от камеры цементации специальным затвором, что позволяет с большой точностью регулировать содержание углерода в цементованной стали.

Появление трещин в цементованном слое

По мнению Е. Г. Перельмана не безразлично, как поломается деталь — хрупко или вязко. В ряде случаев при вязкой сердцевине, если появление трещин в цементованном слое не приведет к быстрому разрушению, может быть увеличена долговечность детали. Кроме того, при осмотре машин образование трещин в детали может быть своевременно обнаружено, что позволит предотвратить аварию. Е. Г. Перельман допускает повышение содержания углерода в цементуемой стали до 0,3.

Для предотвращения продавливания цементованного слоя и усталостных поломок зубьев В. Т. Чириков рекомендует применять стали с высоким пределом прочности. Вместе с тем В. Т. Чириков предлагает ограничить и верхний предел прочности сердцевины до 150 кгс/мм2, так как при более высокой прочности и большой глубине слоя образуются значительные растягивающие внутренние напряжения в подкорковой зоне, приводящие к образованию трещин в сердцевине, не выходящих на поверхность. Такие трещины приводят к сколам вершин и торцов зубьев.

В работе С. С. Ермакова проводились испытания путем повторных ударов образцов из углеродистой стали с содержанием углерода от 0,095 до 0,47.

При испытании нецементоваиных образцов с повышением содержания в стали углерода возрастало число ударов до разрушения, а при испытании цементованных образцов с глубиной слоя цементации 1,2 мм выдерживали максимальное число ударов образцы с содержанием углерода 0,22.

Прочность гомогенной стали

Обезуглероживание влияет на предел выносливости главным образом вследствие уменьшения сжимающих напряжений на поверхности и появления растягивающих напряжений. Прочность гомогенной стали из-за уменьшения в ней содержания углерода изменяется не столь резко. Как видно из табл. 16, при содержании углерода от 0,16 до 1,05 максимальное значение предела выносливости составляет 57 кгс/мм2. При значительном обезуглероживании цементованных образцов предел выносливости снижался до 39 кгс/мм2, а в нецементованной стали даже при очень низком содержании углерода предел выносливости составлял 45 кгс/мм2. Наибольшее значение сопротивления изгибу получено при содержании 0,63 С, при более высоком и более низком содержании углерода сопротивление изгибу уменьшается.

Таким образом, появление обезуглероженного слоя на поверхности цементованной стали приводит к снижению ее усталостной прочности. Поэтому при термической обработке цементованных деталей по возможности следует избегать высоких температур нагрева и продолжительных выдержек. Особенно это относится к нагреву в соляных ваннах, раскисляемых ферросилицием. Для уменьшения обезуглероживающего действия соляных ванн необходимо применять более эффективные способы раскисления.