Окисление и обезуглероживание при нагреве

При нагреве металлических изделий в атмосфере воздуха они подвергаются окислению, а в стальных изделиях иногда происходит также и обезуглероживание их поверхности. Поэтому часто применяют нагрев в защитной среде в масле или расплавленных солях, в расплавленном свинце, а также в газовой защитной атмосфере. При относительно низких температурах, какие необходимы, например, для отпуска стали, применяют масляные или соляные печи-ванны, имеющие бак с внешним или с внутренним обогревом (с помощью погруженных в ванну трубчатых нагревательных элементов). Для нагрева стальных деталей под закалку применяют свинцовые тигельные печи-ванны. Такая печь похожа на тигельную, изображенную на рис. 88. Для создания в печи газовой защитной атмосферы в зависимости от рода нагреваемого металла применяют для стали — обезвоженные продукты неполного сжигания диссоциированного аммиака или естественного газа, древесно-угольный генераторный газ и другие газы для меди — водяной пар, для электротехнических и магнитных сплавов — водород, диссоциированный аммиак и т. д. [c.286]

Кроме потерь металла в результате окисления и обезуглероживания поверхностного слоя возникают дополнительные трудоемкие процессы по очистке окисленной поверхности. Использование газового топлива позволяет усовершенствовать технологические процессы, связанные с нагревом, применяя безокислительный нагрев не только в защитных газовых средах, но и в печах открытого пламени [c.315]

Этот защитный газ получается при неполном сжигании природного газа с коэффициентом расхода воздуха а =0,5, при использовании которого имеется возможность производить нагрев без окисления и без обезуглероживания. [c.207]

Обезуглероживание, так же как и угар металла, наносит ущерб производству. В современных печах для термообработки рабочее пространство печи заполняется специальными защитными газами, исключающими возможность окисления и обезуглероживания поверхности изделий, при этом передача тепла от дымовых газов к изделиям осуществляется радиационным путем через стенки муфелей или радиационных труб, изолирующих печную атмосферу от греющих дымовых газов (рис. 1-2). На угар металла, помимо коицентрации газов, влияет длительность нагрева. При скоростном нагреве потери металла в окалину резко сокращаются, и поэтому стараются нагрев вести с наибольшей скоростью, допустимой для данного металла. В последнее время [c.12]

Требования, предъявляемые к нагреву заготовок перед обработкой давлением, определяются в зависимости от технологического процесса обработки давлением (прокатки, ковки, штамповки, прессования, резки на заготовки и т. д.), размеров исходной заготовки, ее химического состава и теплофизических свойств. Нагрев считается качественным, если он проведен по определенному режиму, в результате чего получено требуемое распределение температур по объему заготовки, а величины окисления и обезуглероживания не превышают определенных значений и при этом отсутствуют нарушения целостности металла (трещины). [c.5]

Таким образом, как с точки зрения окисления и обезуглероживания, так и с точки зрения изменения теплофизических свойств нагреваемого металла нагрев стали от О до 1200° С может быть разбит на две стадии. Первая стадия от О до 750—800° С, в течение которой окисление и обезуглероживание незначительно, а теплофизические свойства металла претерпевают существенные изменения, вторая — от 750—800° С до 1200° С, в течение которой величины окисления и обезуглероживания быстро растут с увеличением температуры и времени нагрева, а теплофизические свойства меняются незначительно. [c.13]

Квадратные заготовки со стороной 120 мм из легированной стали в высокотемпературной печи были нагреты до температуры прокатки за 28 мин. Таким образом, двухступенчатый нагрев по сравнению с обычными способами нагрева имеет существенные преимущества с точки зрения роста зерна, окисления и обезуглероживания. В настоящее время в Гипромезе разработаны проекты установки двухступенчатого нагрева для отечественных металлургических заводов. Установки эти предназначаются для нагрева заготовок длиной 6—12 м перед проволочными станами (например, станом 250). [c.20]

Большое окисление и обезуглероживание металла при газовом нагреве являются следствием малой скорости нагрева. Малое окисление и практическое отсутствие обезуглероживания при индукционном нагреве объясняются возможностью получать большие скорости нагрева. Металл при этом находится минимальное время в области высоких температур. Очевидно, это время можно еще сократить, если металл будет предварительно равномерно нагрет. Дело в том, что при индукционном нагреве за счет того, что энергия выделяется в поверхностном слое, а остальной прогрев по сечению идет за счет теплопередачи, получается неравномерный нагрев по сечению к моменту, когда температура поверхности достигает уровня, начиная с которого происходит активное окисление металла. [c.30]

Здесь применен электрический нагрев однако при сжигании отрегулированной смеси газов и воздуха и введении ее через узкую щель получается завеса сожженного газа, эффективно ограждающая печь от всего, что может вызвать окисление или обезуглероживание. В другой печи, недавно построенной на одном прокатном заводе для нормализации и отжига полосового и листового железа, изделие проходит по роликам через длинный газонепроницаем лй туннель, первая часть которого имеет электрический обогрев, а последняя окружена водяной рубашкой для создания охлаждения. Отверстия обоих концов, печи достаточно велики для прохода материала восстановительная атмосфера поддерживается посредством каменноугольного газа, очищенного с целью удаления влаги и сернистых соединений. [c.156]

Нагрев стали в расплавленном свинце (например, при термообработке канатной проволоки), в расплавленных солях (нитридах, хлоридах, щелочах) или расплавленном стекле защищает металл от окисления, хотя в расплавленных солях имеют место некоторая электрохимическая коррозия и обезуглероживание стали. [c.99]

В целом ряде процессов нагрев в воздушной атмосфере является нежелательным или даже недопустимым. Так, при отжиге, нормализации, закалке и отпуске стальных изделий и полуфабрикатов в результате взаимодействия находящегося в печи воздуха со сталью наблюдается окисление, а у средне- и высокоуглеродистых сталей также и обезуглероживание их с поверхности. Окисление металла вызывает его угар, портит поверхность (что крайне нежелательно, особенна если нагрев является конечной операцией) и часто мешает дальнейшей обработке (например, промежуточный отжиг при холодной прокатке некоторых сортов стали), поэтому приходится прибегать к травлению металла после термических операций в травильных ваннах, растворять образовавшиеся на поверхности окислы кислотами. Травление металла является дорогой и вредной операцией, кроме того, при ней переходит в раствор, кроме окислов, и часть металла. Обезуглероживание поверхности стали приводит к уменьшению ее сопротивления износу и снижению предела усталости. Для изделий, подвергаемых механиче- [c.110]

В настоящее время <на ряде наших металлургических производств с успехом эксплуатируются печи с защитными атмосферами, позволяющими проводить безокислительный нагрев стали. На рис. 58 даны принципиальные схемы некоторых характерных типов подобных печей. Для большинства металлургических операций применение защитных атмосфер вполне оправдывается даже при самой элементарной модернизации существующих конструкций обычных печей. При этом если даже не достигается полное прекращение окисления металла, то имеет место все же значительное уменьшение интенсив-ности газовой коррозии. Примером подобных конструкций может являться щелевая кузнечная печь с диффузионной горелкой и подводом защитного газа, представленная на рис. 58, Л. В ряде других случае] , например при термообработке инструмента, необходимо создание более совершенных защитных атмосфер, обеспечивающих полное устранение процессов образования окалины и обезуглероживания. Примером подобной конструкции может служить круглая колпаковая печь для светлого отжига, изображенная на рис. 58, Б, Современная техника позволяет осуществить применение инертных атмосфер не только в печах периодического действия, но даже в высокопроизводительных печах непрерывного действия. На рис. 58, В изображена печь непрерывного действия для светлого отжига ленты из нержавеющей стали. [c.116]

Для того чтобы защитить поверхность металла от окисления и от обезуглероживания, нагрев производят в специальной защитной атмосфере — светлый или чистый нагрев металла. При светлом нагреве поверхность металла остается полностью неокисленной, при чистом (полусвет-лом) допускается небольшое окисление поверхности — она приобретает более темный цвет. [c.111]

Из данных испытаний и расчетов, помещенных в обоих томах, известно, что горячие дымовые газы передают свое тепло не толь- КО садке, но и своду и боковым стенам печи, которые в свою очередь излучают это тепло на садку. Непосредственный обогрев садки используется в том случае, когда соприкосновение с продуктами сгорания не причиняет садке серьезного вреда. При этом можно применить самую дешевую печь. Прямой нагрев необходим и при такой температуре, которую не могут длительно выдержать ни муфели, ни радиационные трубы. При температурах около 1000° или выше сталь не только окисляется, но и обезуглероживается. Поскольку оба эти процесса зависят е только от температуры, но и от времени, окисление и обезуглероживание при очень быстром нагреве снижаются. Для скоростного нагрева требуются следующие условия топливо должно сгорать в исключительно короткое время, прежде чем продукты сгорания отдадут существенную часть тепла садке и стенам, а расход топлива должен быть таким, чтобы продукты сгорания покидали печь с температурой, значительно превышающей конечную температуру нагрева садки. Скоростной нагрев, или, как его часто называют, нагрев при большом температурном перепаде, не только снижает окалинообразование и обезуглероживание, но также приводит к уменьшению габаритов и, возможно, к удешевлению печи. Недостатками скоростного нагрева являются большой расход топлива и необходимость очень быстро принимать. меры в случае перерыва в подаче нагреваемых заготовок. Для скоростного нагрева необходимо большое число горелок, что видно на рис. 147 и на фотографии, приведенной на рис. 282. Часть цилиндрических секций, образующих многокамерную печь, изображенную на рис. 146, более детально показана на рис. 283. Преимущества скоростного нагрева известны, но их не всегда можно использовать. Крупные заготовки из стали некоторых сортов при быстром нагреве дают трещины. Это те сорта стали, которые перед краоным калением характеризуются низкой теплопроводностью н при температуре красного каления еще очень тверды. Данные о минимальном безопасном времени нагрева для заготовок из сталей различного химического состава и разных размеров приведены в журнале Industrial Heating за июнь 1954 г. Для слитков требуется, например, большее вреМуТ нагрева, чем для кованых или катаных заготовок соответствующего размера при ТОМ же химическом составе стали. [c.347]

Сжигание газа с недостатком воздуха иногда применяется при отоплении нагревательных печей с целью уменьшения окисления нагреваемого металла. В последнее время все более широкое применение получают нейтральные защитные атмосферы, применяемые в муфельных и электрических нагревательных печах. Нагрев стальных изделий в защитной атмосфере предохраняет их от окисления и обезуглероживания. Многие защитные атмосферы могут быть получены путем ежиганпя горючих газов г недостатком воздуха. [c.131]

Обезуглероживание, так же как и угар металла, наносит ущерб производству. В современных печах для термообработки рабочее пространство печи заполняется специальными защитными газами, исключающими возможность окисления и обезуглероживания поверхности изделий. При этом передача тепла от дымовых газов к изделиям осуществляется лучистым путем, через стенки муфелей или радиационных труб, изолирующих печную атмосферу от греющих дымовых газов (см. рис. 11-2). На угар металла, помимо концентрации газов, влияет длительность нагрева. При скоростном нагреве потери металла в окалину резко сокращаются, и поэтому стараются нагрев вести с наибольшей скоростью, допустимой для данного металла. В йоследнее время внедряются печи для безокислительного нагрева стали перед ковкой и штамповкой, принцип действия которых показан на рис. 7-2 Природ- 1ый газ сжигается в рабочей камере печи с коэффициентом расхода воздуха о5 0,5. Метан, являющийся главнейшей составляющей природного газа, сжигается по суммарной реакции [c.82]

Л1ИХ имеются печи, в которых поддерживаются примерно одинаковые температуры во всех точках рабочего пространства, например камерные печи и печи с переменной температурой в рабочем пространстве, например методические печи для нагрева стальных заготовок (рис. 5-1,6). Открытый нагрев стальных изделий и заготовок продуктами сгорания, содержащими СОг, 50г, НгО и Ог, вызывает окисление поверхности металла или его обезуглероживание, и поэтому часто применяют нагрев в безокислительной среде. Это достигается сжиганием природного газа с малыми коэффициентами расхода воздуха а = 0,4- 0,5, в результате чего получаются продукты неполного сгорания, в состав которых входят СОг, СО, Нг, НгО, N2 и СН4, причем в соотношениях, исключающих окисление и обезуглероживание стали. Для создания необходимого температурного уровня воздух, идущий на горение, нагревают до 800°С или применяют кислород. В дальнейшем продукты неполного горения дожигаются и используются для нагрева воздуха и других целей. [c.94]

В муфельных печах для термообработки стальных деталей (отжиг, закалка, отпуск, нормализация, цементация) изоляция обрабатываемых изделий от дымовых газов осуществляется с помощью муфеля. Непосредственный контакт греющих дымовых газов со стальными деталями здесь недопустим, так как приводит к окислению или обезуглероживанию стали. Изделия проходят через муфель (рис. 5-2,а), заполненный защитным газом, который не вступает с ними в химическое ваимодейст-вие. Передача тепла идет через стенки муфеля. В печах с радиационными трубами (рис. 5-2,6) раскаленные дымовые газы проходят через излучательные (радиационные) трубы, изготовленные из жаростойкого металла. Тепло передается через стенки труб, а печное пространство заполняется защитным газом. Косвенный нагрев по сравнению с прямым, является более сложным и дорогим. [c.95]

Так, нанесение на поверхность заготовок защитных, покрытий (стекол или эмалей) является трудоемким процессом и находит применение только при безокисли-тельном нагреве небольших партий заготовок из специальных сплавов. Нагрев заготовок в расплаве стекла получил некоторое распространение за рубежом. В Со ветском Союзе ведутся научно-исследовательские работы по изучению возможностей применения этого метода для защиты стальных заготовок от окисления и обезуглероживания. Основным недостатком, препятствующим распространению нагрева в стекле, является изменение химического состава стекла в зависимости от количества прошедшего через него металла (в результате растворения стеклом окалины и некоторого количества металла), что приводит к изменению вязкости стекла и забиванию им углов гравюры штампа. Кроме того, определенные трудности возникают при удалении стекла с поверхности поковки. [c.27]

Пользуясь определенным составом газовой фазы, можно при нагреве металла в печах или совсем не получить обезуглероживания и окисления, или получить только слабое потускление поверхности металла. В первом случае нагрев называется светлым, во втором — чистым. Контролируемые атмосферы применяются так же, как науглероживающие при газовой цементации и газовом цианировании и как специальные — при азотировании, газовом хромировании и т. п. [c.308]

С этой целью металл греют медленно (с минимальным перепадом температур по сечению) до температуры начала интенсивного окисления и обезуглероживания ( 900Х), а затем его быстро доводят до заданной конечной температуры и заданного конечного перепада температур по сечению. Конструктивно печь двухстадийного нагрева (рис. 3.4) состоит из двух зон — подогревательной и нагревательной, имеющих самостоятельное отопление, регулирование и удаление продуктов сгорания. В печах с шагающим подом выполняют разделение балок в подогревательной и нагре- [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология