Главная  Материалы 

 

Термическая обработка стали

 

Цемент поставляют партиями массой 300, 1000, 2000, 4000 т в зависимости от годовой мощности предприятия-изготовителя. На каждую партию выдают паспорт, в котором указывают название, марку цемента, массу партии.

 

Цемент необходимо транспортировать и хранить на складах в условиях, исключающих его распыление, увлажнение и загрязнение различными примесями.

 

. Цемент хранят по видам, маркам и партиям от различных предприятий раздельно в изолированных силосах. Во избежание слеживания его периодически перекачивают из силоса в силос. При длительном хранении снижается активность цемента. Поэтому обязательно проверяют активность цемента при хранении его свыше двух месяцев с момента изготовления, а также в тех случаях, когда сомневаются в сохранении его активности, указанной в паспорте предприятия-изготовителя.

 

Заполнители поступают на бетонный завод также партиями. Партией считают количество песка или щебня, доставленное в одном железнодорожном составе или одной барже, а при транспортировании автотранспортом — количество заполнителей, поступившее в течение суток. Каждая партия заполнителей сопровождается паспортом, в котором указывают наименование карьера, название и вид заполнителя, результаты испытания.

 

На складе бетонного завода заполнители принимают по объему или массе в состоянии естественной влажности. Объем заполнителей определяют по замерам в транспортных средствах: в вагонах,, судах, автомобилях, а массу — взвешиванием заполнителей на железнодорожных или автомобильных весах. Массу заполнителей,, поступивших в баржах, определяют по осадке судна при выровненной поверхности штабелей.

 

На крупных бетонных заводах временного типа заполнители хранят в рассортированном виде в штабелях, конусных или других отсыпках в основном на открытых складах, а на небольших постоян но действующих заводах — на складах закрытого типа. Как открытые, так и закрытые склады следует размещать на забетонированных площадках с надлежащим уклоном для быстрого отвода воды, дренирующей сквозь толщу материала.

 

В холодное время года подготовка заполнителей на складах заключается в подогреве и оттаивании заполнителей. На открытых складах штабеля песка и щебня в осенние дождливые дни чрезмерно увлажняются, а при морозе смерзаются в монолит. Целесообразно не допускать обледенения заполнителей, сохраняя у них свойство сыпучести.

 

Воду перед подачей в дозаторы подогревают в баках или специальных бойлерах. Песок подогревают конвективным способом в сушильных вращающихся барабанах. Этот способ —самый эффективный. Производительность вращающихся сушильных барабанов на подогреве песка до температуры примерно 60° С составляет от 20 до 150 т/ч в зависимости от типоразмеров барабанов и топок.

 

При нагревании выше PSK образуются зародыши кристалло8 аустенита и его мелкие зерна (см. 19. . При повышении темпе. ратуры или продолжении выдержки при данной температуре зерщ аустенита растут. При охлаждении размеры зерен не изменяются, Аустенит находится в метастабильном состоянии, и в нем происхо-дят превращения, он распадается с образованием более стабильных структур; при распаде в области повышенных температур образует-ся структура из феррита и цементита.

 

В зависимости от требований к стальным полуфабрикатам (отливкам, поковкам, прокату и др.) и изделиям применяют следующие основные виды термической обработки: отжиг, нормализацию, закалку и отпуск.

 

Целью термической обработки стали является изменение е структуры и свойств. При термической обработке сталь нагрева обычно до температур, при которых образуется аустенит, и охладают. При этом происходят фазовые Превращения, переход менее устойчивой структуры, полученной предшествующей обработкой, в более устойчивую и равновесную.

 

При нагревании стали выше линии А сз происходит полная ее перекристаллизация с образованием аустенита, а при медленном охлаждении аустенит распадается и превращается в перлитовые структуры.

 

При термической обработке значительно изменяются свойства стали, причем наибольшее значение имеет изменение механических свойств.

 

Отжиг 1-го рода проводят с целью снятия остаточных напряжений и искажения кристаллической решетки, уменьшения неоднородности стали, полученных в результате предшествующей обработки-Он осуществляется при температурах ниже или выше фазовых превращений (650—1200°С). Ему подвергают стальные отливки, детали, обработанные резанием, сварные изделия, холоднодеформирс ванную сталь и др.

 

Отжигом называют термическую обработку стали, получившей неустойчивое состояние в предыдущей обработке, путем нагревания выше линий Асъ или Ас\ и медленного охлаждения вместе с печью, что приводит ее в более устойчивое состояние.

 

Нормализацию (нормализационный отжиг) доэвтектоидных сталей производят нагреванием на 50°С выше Лез, а заэвтектоидных — на 50°С выше Лет, недолго вьщерживают при этих температурах для прогрева стали и завершения фазовых превращений и охлаждают на воздухе. Происходит полная фазовая перекристаллизация и устраняется крупнозернистая структура, полученная сталью при литье, прокатке, ковке или штамповке, в результате чего улучшаются ее свойства. При быстром охлаждении на воздухе аустенит распадается при более низких температурах, чем при медленном охлаждении стали вместе с печью при отжиге, что приводит к образованию более дисперсной ферритно-цементитной структуры и на 10—15% повышает прочность и твердость среднеуглеродистой и высокоуглеродистой стали по сравнению с отжигом.

 

Отжиг стали проводят для устранения некоторых дефектов ее предыдущей горячей обработки (литья, ковки и др.) или для подготовки ее структуры к следующим операциям (закалке, обработке резанием и др.). Часто отжиг является окончательной термической операцией. Различают отжиг 1-го и 2-го рода.

 

Закалка стали. При закалке доэвтектоидные стали нагревают до температур на 30—50°С выше Асъ, а заэвтектоидные — на 30—50°С выше Ас\, выдерживают при этих температурах для завершения фазовых превращений и с большой (выше критической) скоростью охлаждают, точнее переохлаждают до.низких температур, когда невозможны диффузионные процессы. Углеродистые стали чаще охлаждают в воде, а легированные — в минеральном масле или других средах.

 

Отжиг 2-го рода является в производстве обычно промежуточной операцией, а для многих крупных отливок — окончательной термической обработкой.

 

Непрерывная закалка — с полным охлаждением в одном охладителе (в воде или минеральном масле) — самая простая и при-меняется наиболее широко. Ее применяют для простых изделий из углеродистых и легированных сталей.

 

Нормализация экономнее отжига, так как сталь охлаждается за пределами печи.

 

Ступенчатая закалка заключается в следующем. Стальное изделие охлаждают в среде расплавленных солей: 45% NaNCb + + 55%о KNO3, а также в расплавленных щелочах: 20% NaOH + + 80%) КОН, температура которых несколько выше Мн (обычно 180—250°С), недолго выдерживают в них и затем окончательно охлаждают на воздухе до комнатной температуры, когда и происходит закалка, т. е. превращение аустенита в мартенсит. При выдержке изделия в закалочной среде выравнивается температура по сечению изделия. Охлаждение в две ступени уменьшает внутренние напряжения и поэтому уменьшает закалочную деформацию.

 

Содержание углерода в мартенсите может доходить до 2,14%) т. е. как и в исходном аустените, в то время как в равновесном со! стоянии растворимость углерода в a-Fe при 20°С не более 0,002%.

 

Отпуск стали. Состояние закаленной стали является неравновесным (неустойчивым), в ней даже без нагрева происходят превращения и она может приближаться к равновесному состоянию. При нагревании стали увеличивается подвижность атомов и благодаря этому состояние закаленной стали все больше приближается к равновесному.

 

Прерывистая закалка или закалка в двух средах: изделие быстро охлаждают в воде до температуры несколько выше точки Мн (температуры начала мартенситного превращения), быстро переносят в среду с меньшей скоростью охлаждения (минеральное масло, воздух), в которой они охлаждаются до температуры 20°С. При охлаждении во второй среде в стали уменьшаются внутренние напряжения. Этим способом закаляют инструменты из высокоуглеродистой стали.

 

При отпуске закаленной стали при температуре выше 400° С образуется смесь феррита и цементита. При отпуске в пределах 350—500°С отпущенная сталь имеет структуру так называемого тро-остита, а при 500—600°С — сорбита, обладающих разной степенью дисперсности частиц цементита и разной твердостью.

 

При ступенчатой закалке в стали остается больше аустенита, чем при непрерывной закалке, так как мартенситное превращение, протекающее при охлаждении на воздухе, менее полное, чем при непрерывной закалке. В результате уменьшаются объемные изменения из-за большого содержания остаточного аустенита, коробление вследствие почти одновременного мартенситного превращения по всему изделию, возможность образования трещин.

 

Сорбит имеет более высокую пластичность (5, \j/), чем троостит.

 

Отпуском называют температурную обработку, состоящую из нагревания закаленной стали ниже температуры равновесного фазового превращения (ниже Ас\), выдержки при этой температуре и охлаждения на воздухе или в воде с целью получения более устойчивого состояния структуры стали.

 

При низкотемпературном (низком) отпуске закаленную сталь нагревают до температуры 250°С. Мартенсит закалки превращается в отпущенный мартенсит, при этом уменьшаются закалочные микронапряжения, повышаются прочность и немного вязкость, а также незначительно понижается твердость. Такому отпуску подвергают измерительный и режущий инструмент и изделия после их поверхностной закалки или химико-термической обработки.

 

Троостит представляет собой тонкодисперсную смесь феррита и цементита, а сорбит — менее дисперсную (среднедисперсную) смесь феррита и цементита (для сравнения укажем, что перлит — грубо-дисперсная смесь феррита и цементита). С повышением степени дисперсности структуры повышаются твердость и прочность, которые у троостита больше, чем у сорбита.

 

При высокотемпературном (высоком) отпуске сталь нагревают до температуры 500—680°С, в результате чего она приобретает структуру сорбита отпуска и имеет наилучшее соотношение прочности и вязкости. При отпуске при температуре 550—600°С почти полностью снимаются закалочные остаточные напряжения.

 

Различают низко-, средне- и высокотемпературный отпуски.

 

Присреднетемпературном (среднем)отпуске сталь нагревают до температуры 350—500°С, в результате чего она приобретает структуру троостита отпуска или троостомартенсита. После такого отпуска сталь имеет высокие релаксационную стойкость, предел упругости и выносливость. Этот отпуск применяют для изготовления рессор, пружин, штампов и др.

 

По сравнению с отжигом или нормализацией закалка стали с высоким отпуском значительно повышает предел прочности, предел текучести, относительное сужение и особенно повышает ударную вязкость.

 



Песколовки. Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод. "шлягер" каркаса. Систематизация факторов. Системы водоотведения на подтапливаемых территориях. Склады арматурной стали. Скользящая опалубка.

 

Главная  Материалы 



0.011