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

Более того, в последнем случае управление упрощает­ ся, поскольку уровень влажности длительно работав­ шей футеровки — величина постоянная и может быть без труда учтена при выборе параметров газовой смеси.

Есть основания полагать, что разработанный процесс может быть использован также при цементации стали, особенно в случае применения проходных печей. Для этого потребуются две активные зоны. В первой зоне (по ходу движения садки) в целях достижения больших скоростей науглероживания углеродный потенциал дол­ жен быть больше эвтектоидного значения, во второй — строго соответствовать ему.

Применение газовой среды С ? 1 Н 2 „+ 2 — Н 2 0 — Н 2 — N 2 вместо эндогаза решило бы две важные проблемы в об­ ласти цементации: исключить внутреннее окисление, вызванное наличием СО в газе, и достичь надежного и простого регулирования углеродного потенциала. Из­ вестны, усилия, затраченные в СССР и за рубежом на поиски способов непосредственного измерения и регули­ рование углеродного потенциала в печи. По мнению Вюннинга [68, с. 35—38], большие надежды, возлагав­ шиеся на методы непосредственного измерения углерод­ ного потенциала, основанные на изменении проводимо­ сти тонкой железной проволоки, не сбылись.

Кроме того, заменой эндогаза была бы достигнута высокая эксплуатационная надежность газоприготови­ тельного оборудования и устранена опасность отравле­ ния обслуживающего персонала окисью углерода.

Разработанные для тонкой очистки природного газа оборудование, средства регулирования и управления мо­ гут быть с небольшими изменениями использованы и в случае цементации.

Г л а в а X I V

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ СТАЛИ В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ

СМУФЕЛИРОВАННЫМ ОБЪЕМОМ

Вколпаковых печах отжигают наклепанный металл (лента, проволока), отличающийся повышенной чувст­ вительностью в отношении обезуглероживания, которая проявляется уже при температурах ниже Ас\.

293

Д ля тонкой ленты или проволоки обезуглероживание особенно опасно, так как оно значительно снижает проч­ ностные характеристики стали.

Длительный нагрев садки, осуществляемый в кол па­ ковых печах, способствует развитию. процесса обезугле­ роживания.

В целях интенсификации нагрева при отжиге простых углеродистых сталей в колпаковых печах применяют ре­ жимы, при которых в первые часы нагрева температура муфеля поднимается значительно выше температуры от­ жига (680—700° С), достигая 850° С. Это также способ­ ствует усилению обезуглероживания. Открытая кладка стенда печи, а также сам металлический муфель адсор­ бируют воздух и десорбируют кислород во время нагре-

295

ва садки. Кислород связывается с водородоМ( содержа­ щимся в защитном газе, образуя влагу. Последняя вы­ зывает сильное обезуглероживание стали даже в том случае, когда влажность защитного газа на входе в му­ фель мала п находится на уровне, соответствующем т. т. р. —40° С. Поверхность металла содержит адсорби­ рованный и химически связанный кислород.

Сильное влияние кислорода на углеродный потенци­

Следует упомянуть, что поверхность металла, кроме кислорода, содержит пленку эмульсин. В результате га­ зовая фаза под муфелем во время отжига непрерывно меняется и сильно отличается по своему составу от за­ щитной среды, вводимой в печь (рис. 98).

Общим для всех садок было появление в газовой фа­ зе под муфелем метана и окиси углерода. Концентрация этих компонентов возрастает до определенного макси­ мума, затем постепенно падает и к концу нагрева стаби­ лизируется на уровне 0,1—0,2%.

В отношении влажности газовой фазы под муфелем данные при отжиге ленты из стали 13Х отличаются от та­ ких же данных при отжиге сталей У8А или У10А. Так, для ленты пз стали У10А влажность газовой фазы под

При этом следует отметить, что влажность защитно­ го газа на входе в муфель за время нагрева не подни­ малась выше т. т. р., соответствующей —40° С (см. рис. 98, а).

Для ленты из стали 13Х (см. рис. 98, б) характерна другая картина влажности газовой среды под муфелем, отличающаяся с самого начала нагрева более низкими значениями (—14) Ч- (—24)° С.

Обезуглероживание на тонких образцах из стали 13Х (толщиной 30 мкм) в первом случае (садка из стали УЮА, лента 240X0,6 мм) выражалось потерей 1,22% уг­ лерода, во втором случае (садка из стали 19Х) обезугле­ роживание практически отсутствовало.

В опыте с садкой из ленты 125X2,50 мм (сталь УЮА)

296

Т а б л и ц а 24

Показатели отжигов катанки из стали марки 50ХФА при различных расходе защитного газа Q и массе садки М

299

300

301