Файл: Несенчук А.П. Пламенные печи для нагрева и термообработки металла учеб. пособие.pdf

она может быть расчленена на бесконечные цилиндр и пластину, для которых при симметричном обогреве можно записать

где d и h — диаметр и высота цилиндрического тела произвольной конфигурации.

Из найденных величин критерия ВЦ выбираем максимальное (Віішах), в соответствии с которым делается выбор Foimax. Числен­ ное значение критерия Foimax находится с помощью номограмм со­ ответствующих конфигураций, дающих максимальную величину критерия ВЦ. Выбор FoimaK производится по ВЦтах и безразмерной температуре

Иными словами, нужно рассчитать Fo^, ц, FoiV, 9; Fof’* 3; ... ; FoiVIi6,

где индексы (1), (2) и (3) — относятся к первой, второй и третьей элементарным (классическим) формам; индексы 1, 2, 3, стоящие при

Фт.

критериях Bi, Fo и соответствуют порядковому номеру зоны ■ö’o

печи; индексы при времени %: первый индекс (1, 2, 3) отвечает номеру зоны, а второй индекс, стоящий после запятой, (1, 2, 3, ... , 6) — порядковому номеру расчетного промежутка времени.

149

Зная Ві®, с помощью номограмм выбираем значения

По формулам (5.71) и (5.72) для всех расчетных промежутков времени т, j-, tj 2; %1 3; . . . ; т, 6 получим

Для поверхности заготовки сложной конфигурации, находя­ щейся в первой зоне, записываем

150

(6.15)

^rl ^MO

По аналогии для средины заготовки имеем

Рис. 6.1. Графики зависимости:

Отложив на оси координат значение температуры на поверх­ ности заготовки в конце первой зоны (эта температура задана тем­ пературным графиком), определяем время нагрева металла тх в пер­

151

Гл а в а 7. ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

ВКОНТРОЛИРУЕМЫХ АТМОСФЕРАХ

Химико-термическая обработка — одна из главнейших опера­ ций современного машиностроительного и металлургического произ­ водства. Эта операция позволяет получить не только оптимальное сочетание прочности и вязкости обрабатываемых деталей, но и тре­ буемое состояние поверхности изделий, ликвидировать очистные операции. Следовательно от организации процесса химико-термиче­ ской обработки зависят долговечность и надежность деталей машин и механизмов, внешний вид изделий, экономичность производствен­ ного процесса.

7.1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ЕГО ЗАДАЧИ

Обычно под операцией химико-термической обработки подразу­ мевают высокотемпературное диффузионное насыщение поверхно­ стного слоя металла определенным веществом с последующим быстрым или медленным охлаждением. Так, известны процессы цементации (насыщение углеродом), нитроцементации (насыщение углеродом и азотом), силицирования, хромирования и т. д. Самые распространенные виды химико-термической обработки стали — цементация и нитроцементация. Поэтому при дальнейшем изложе­ нии основное внимание будет уделено этим процессам.

После насыщения поверхностного слоя углеродом изделия, как правило, подвергаются закалке. В результате в поверхностном слое образуется мартенситная структура. В то же время сердцевина,, имеющая исходную структуру низкоуглеродистой стали, остается мягкой, вязкой. Насыщение поверхностного слоя в заметной мере способствует увеличению предела усталости при контактных напря­ жениях и изгибе, что позволяет повысить долговечность деталей.

Один из первых методов цементации — цементация в твердом карбюризаторе — применяется очень редко. При таком методе де­ тали укладывают в ящики с карбюризатором (углем, коксом, опил­ ками и т. д.) и подвергают нагреву в печи с последующей выдерж­ кой. Этот процесс характеризуется высокой трудоемкостью, тяже­ лыми условиями труда. Стоимость его высока (табл. 7.1).

153