Файл: Золотухин Н.М. Нагрев и охлаждение металла.pdf

в центре

заготовки. Д а л е е

из формулы определяем

температуру

в центре заготовки £ц :

При

расчете за длину слитка принимали длину

его тела

плюс половину длины прибыльной н донной частей; за

средний

диаметр

слитка — диаметр

окружности,

вписанной

в

восьми­

гранник

среднего поперечного сечения тела

слитка.

Ц 0,01 - 0,03 0,05

0,1 р,1Т 0,1

0,4

0,0

0,8

1,0. 2,0 3,0

4,0 Fa •

После

сравнения рассчитанной

температуры

центра заго ­

товки с

температурой,

замеренной

в ее

центре,

определяли в

градусах

погрешность,

полученную

при

расчете

температуры .

дающихся с разной начальной температуры,

нанесены

на

графики, показанные на рис. 33—35.

Ка к видно из графиков,

все

слитки

массой 3

т

и

более

имеют

одну

обобщенную

кривую

Fo — Bi . Это

означает,

что'

такие

слитки

охлаждаютс я

подобно

и

образуют

группу

подоб­

ных кузнечных

слитков, о х л а ж д а ю щ и х с я

на воздухе.

С

помощью

приведенных

выше

графиков

решения

д л я

неограниченных

цилиндров

и

коэффициента влияния

торцов

(рис.

30)

можно рассчитать,

на

сколько

охладятся

на

воздухе

кузнечные

заготовки и

слитки

разной

массы

за

время

их

0,01 0,03 0,05 0,1 0,15 0,1

0,0

0,6

0,6. 1,0

2,0

Jfl Fo

охлаждения

слитков

с разными

отношениями длины к среднему

диаметру, т.

е. д л я

расчетов

о х л а ж д е н и я слитков,

отливаемых

по нормалям

разных

заводов,

а

т а к ж е удлиненных,

бесприбыль­

ных и других

слитков.

замеру температуры слитков при их ковке на

гидравлических

прессах,

установленных в

кузнечно-прессовых

цехах Н К М З

им. В. И. Ленина .

Охлаждение кузнечных

слитков при обкатке. К началу

об­

катки (биллетировки) температура поверхности слитка

сни­

жается

(за время транспортировки к прессу),

вследствие

чего

типовых участков / / и / / / ,

в

решение

дифференциального урав ­

нения

теплопроводности

которых

з а л о ж е н а

неравномерность

распределения

температуры

по сечению

в

начальный

момент.

Результаты

обработки

представлены

в

критериальном

виде

на рис. 36—3S. Н а

этих

графиках

нижняя

кривая, идущая в на­

правлении

оси

Fo,

представляет

собой

изменение

критерия

B i

в процессе

охлаждения

на

воздухе

всех

слитков массой

от

3

т

п более. Отходящие от

нее

вверх

семейства

кривых

характери ­

з у ю т изменения

критерия Ві в процессе обкатки слитков

разной

массы. П р и этом д л я семейства кривых

указана

температура

поверхности слитка в начале обкатки.

Одной

и той

ж е

температуре

поверхности

слитков

в

началь ­

ный момент обкатки соответствует одно

и

то

ж е

значение

критерия Fo, так как слитки массой

3 т

и

более

о х л а ж д а ю т с я

подобно.

К а к видно из графиков,

заготовки

при обкатке

о х л а ж д а ю т с я

интенсивнее, чем на воздухе.

Это объясняется тем, что при нажатии бойками на поверх­

ность

нагретой

заготовки

с

нее

слетает

окалина,

вследствие

чего

металл

остается

не

защищенным

теплоизоляционным

слоем.

Тепловой ж е эффект

деформации

при

ковке

на

гидрав­

обработка

экспериментов

по

замер у

температуры

слитков,

семейство кривых Fo -— Bi при протяжке

без обкатки

совпа­

дает

с

семейством

таких

ж е

кривых при обкагке.

Кривые

при

п р о т я ж к е

после

обкатки

н а к л а д ы в а ю т с я

на продолжение

этих

ж е

кривых при

обкатке.

Н а рис. 36—38

показаны семейства

кривых

Fo -— Bi,

соответствующие

обкатке,

протяжке

без

об­

катки

и

протяжке

после

обкатки.

С

помощью

этих

кривых

И

!

1

1

I

I

•->

:

і

'

I

I

О

0,008

0,016

О,02</ 0,03Z 0.0W

0,046 0,056

ОЩ

0,072 0,080 Fo.

Рис.

36. График

Fo—Bi

для

обкатки

(бнллетнровкп)

н

протяжки.

Температура нагрева

1100°С

можно

рассчитать

температуру

поверхности

и

центра

слитков

и заготовок

в

процессе указанных кузнечных операций.

Охлаждение

кузнечных

слитков

при осадке.

Интенсивность

о х л а ж д е н и я металла при осадке немного выше,

чем

при

об­

катке п протяжке . Это объясняется тем,

что

при

осадке

в

отличие

от

обкатки

и

протяжки

деформируется

весь

объем

заготовки, и окалина слетает во всей свободной

(неконтактной)

поверхности заготовки. Кроме того, при осадке

значительно

больше поверхность контакта м е т а л л а с осадочными

плитами.

Поэтому кривые

Fo — B i , показанные

на

рис.

39

и 40,

круче

кривых,

показанных на рис. 36—38. Кривые (рис. 39,

40)

дают

возможность рассчитать температуру слмгков при осадке.

Охлаждение

контактной

поверхности

заготовки

при

ковке.

Все приведенные зависимости критерия Ві от

критерия

Fo,

массы

слитков

и температуры

начала

ковки

д а ю т

возможность

талла .

К а к правило, температура поверхности контакта заго­

товки

значительно ниже температуры ее свободной поверхности.

кузнечной

операции — обкатке.-

Вследствие

соприкосновения с

бойками

пресса

контактная

поверхность

слитка

интенсивно

о х л а ж д а е т с я по

кривой ab. В

это время

благодаря

тепловой

' 0,008 0,016 • 0,02*

0,031 0,0*0 0,0*8 0,056 Fo

Рис. 39. График Fo—Ві для осадки. Температура нагре­

ва

1200°С

кривой be, т а к как после отхода

бойка от металла

в момент т ц

интенсивность охлаждения

резко уменьшается.

Температура

в центре

заготовки

продолжает

медленно

понижаться

по кри ­

вой Ь'с'.

В течение

времени

т 4

и TS цикл

теплопередачи

повто­

операции — протяжке

заготовки,

а тю—тіг — отделочным куз­

нечным

операциям .

Вся

поверхность

заготовки,

а

т а к ж е ее

деформированные

участки

через

очень

небольшой

промежуток

времени

после

подъема

бойка

о х л а ж д а ю т с я

в

процессе ковки по

кривой

t0acefhl,

а после ковки — по кривой

1т. Пр и ковке это изменение

ковки tK.K регистрируется

в

точке

/, тогда

ка к действительная

наименьшая температура

в

конце

ковки

к значительно н и ж е

прилегающих к ним областям свободных поверхностей.

О х л а ж ­

дение поверхности металла в периоды н а ж а т и я бойками

зависит

от продолжительности н а ж а т и я и разности температур

металла