Режим нагрева металла

Режим нагрева металла, назначаемый технологами, включает: 1) температуру, до которой нужно нагреть заготовку; 2) температуру печи, при которой нужно загружать заготовки; 3) продолжительность нагрева заготовки.

Температура нагрева. Температура нагрева зависит от устанавливаемой для каждой марки стали температуры начала ковки. Каждой марке стали соответствует свой температурный интервал ковки. Установлено, что сталь имеет хорошую пластичность и хорошо куется при температуре от 850 до 1300°. Для установления температуры начала ковки технологи пользуются заранее разработанными таблицами, составленными на основании исследований. Обычно чем меньше в стали углерода и легирующих элементов, тем до более высокой температуры ее можно нагревать. Например, углеродистую сталь, содержащую до 0,4% углерода, можно нагревать до 1250-1300°; высокоуглеродистую сталь нагревать выше 1050° не следует.

Температура посадки. Из заготовительного отделения к нагревательным печам заготовки поступают летом с температурой около + 20°, зимой с температурой от -20 до -40°. Садить их в печь, нагретую до температуры 1250-1350°, небезопасно.

При посадке холодных заготовок или слитков в печь, имеющую высокую температуру, поверхность заготовок нагревается очень быстро, в то время как середина их остается холодной. Поверхность заготовок, нагретая больше, чем середина, будет больше и расширяться. Между поверхностными и внутренними слоями заготовки возникнут напряжения. Когда эти напряжения достигнут величины, превосходящей временное сопротивление разрыву, или предел прочности, для данной марки стали, тогда в этом месте появятся внутренние трещины. При медленном нагреве разность температур между поверхностью и серединой небольшая, заготовки равномерно прогреваются по всему сечению, становятся все более и более пластичными, и трещины появиться не могут.

Это берется во внимание при разработке технологии нагрева, по которой предусматривается предварительный подогрев заготовок в печи с невысокой температурой, а затем уже нагрев их в печи с высокой температурой. Кроме того, заготовки могут нагреваться в методических печах, в которых нагрев производится постепенно от низкой температуры до высокой.

Ограничение температуры посадки заготовок долгое время не позволяло кузнецам вести скоростной нагрев, а это мешало им повысить производительность труда. В последнее время в температурный режим посадки прокатанных заготовок внесены существенные изменения. Установлено, что прокатанные заготовки из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, имеющих достаточную теплопроводность, можно сажать в печь с температурой ковки и даже несколько выше ее. Напряжения, которые возникают между поверхностными и внутренними слоями, не превышают предела прочности, и трещины в заготовках не образуются. Высокоуглеродистые и высоколегированные стали имеют низкий коэффициент теплопроводности, но зато высокий предел прочности, и в заготовках мелких сечений тоже нет основания опасаться появления трещин в результате скоростного нагрева.

Однако если в заготовках имеются внутренние остаточные напряжения, их следует снять и только тогда вести скоростной нагрев. Внутренние остаточные напряжения бывают в литых заготовках, в самозакаливающихся на воздухе сталях, в случайно подвергшихся быстрому охлаждению заготовках. Для снятия внутренних остаточных напряжений обычно применяются отжиг и нормализация.

Особый подход должен быть к режиму нагрева крупных заготовок (сечением выше 250 X 250 мм). Каким бы высоким ни был коэффициент теплопроводности стали, в крупных заготовках проникновение тепла от поверхности внутрь заготовки всегда отстает от скорости подачи тепла поверхности металла. Разность температур между поверхностью и серединой заготовки может достигать 1000°. В этом случае между поверхностными и внутренними слоями возникнут такие напряжения, которые превзойдут предел прочности, и появление внутренних трещин неизбежно. Поэтому крупные заготовки садить в печь с высокой температурой не рекомендуется. Обычно загрузка крупных заготовок в печь производится при температуре 600-800°.

Новости светотехники