Файл: Эстрин, Б. М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали).pdf

Поскольку мы приняли, что процесс не лимитируется внешними условиями, то .можно считать, что на поверхности (в нулевом и вось­ мом интервалах) практически мгновенно устанавливается концент­ рация, близкая к нулю, т. е.

= 0 при любом значении т > 0.

На рис. 89 показана кривая зависимости среднего содержания углерода в полосе от продолжительности обезуглероживания, по­ строенная на основании найденных расчетом данных.

Рнс. 89. Средняя концентра­ ция углерода в полосе (0 = =0,64 мм) в зависимости от времени обезуглероживания и температуры:

О — расчетные данные для

( С ) п о в = 0 ; Д — эксперимен­ тальные данные, полученные

при 830° С; X — т о ж е , при 900" С На оси абсцисс д а н о время, мпн

12 15

Исходя из максимально возможной скорости, решим конкретный пример, приняв С с о = 1 % (см. ниже).

ванный аммиак смешивали с воздухом. Кислород гидро-

274

получаем значение TI = 316 с, близкое к принятому ра­ нее (318 с).

Обезуглероживание с 0,008 до 0,003% С рационально вести на тонкой ленте. Проанализируем вторую ступень обезуглероживания на ленте толщиной 0,35 см.

Предполагая, что скорость обезуглероживания не за­ висит от концентрации углерода, определим по уравне­

тектоидной стали приводит к понижению твердости и из­ носоустойчивости, создает условия для большого роста зерна в поверхностном слое при нагреве под закалку. Различие объемных изменений в обезуглероженном слое и основной массе металла вызывает в ряде случаев появ­ ление трещин.

В работе [64] указано, что небольшое обезуглерожи­ вание стали Р18 снижает работоспособность инструмен­ та на 20—40%.

Это имеет прямое отношение и к стали ШХ15. Отжиг этой стали на металлургических заводах осу­

ществляется с целью измельчения зерна и получения структуры зернистого перлита. Оптимальной температу­

ливается коагуляция нерастворенных карбидов и перлит становится более крупнозернистым, а распределение карбидов неоднородным. Эти обстоятельства приводят к более низким механическим свойствам в закаленном и низкоотпущенном состоянии.

Неоднородное распределение карбидов усиливает также концентрацию остаточных напряжений в отдель­ ных микро- и макрообъемах закаленной стали.

276

Если же температура нагрева превышает 800° С, то возрастает количество участков пластинчатого перлита.

При последующем охлаждении такого металла кар­ биды из аустенита выделяются в виде пластин в преде­ лах зерна и в виде сетки иа границах зерна, что ухудша­ ет механические свойства после закалки. В том же нап­ равлении действует продолжительная выдержка.

Время, необходимое для распада аустенита при изо­ термической выдержке, относительно мало и составляет

(при марочном содержании 0,96—1,06% С), что сущест­ венно превышает допустимый уровень глубины обезугле­ роживания по ГОСТ 801—60.

Отжиг прутковой стали ШХ15 на некоторых метал­ лургических заводах проводят в защитной газовой сре­ де, известной под индексом ПСО-09 и получаемой сжи­ ганием природного газа при коэффициенте расхода воз­ духа а = 0,9-ь0,95, с последующей очисткой продуктов сгорания от углекислоты и влаги [65].

Газ ПСО-09 (1,5—2,5% СО; 1,5—2,0% Н2 ; 0,05% 0 2 ; остальное N2 ) обезуглероживает даже при влажности соответствующей т.т.р. от —40 до —42° С. Полное обез­

газа на один объем природного газа). При этом в одних случаях получают науглероживание, в других — обезуг­ лероживание.

Даже при удовлетворительных результатах послойно­ го анализа более чувствительными методами обнаружи­ вается неполное восстановление углерода в обезуглеро^ женном слое. Таким образом, процесс науглероживания до сих пор остается неуправляемым.

В конечном итоге эффективность такого способа исп-

277