CC BY
11ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ
СТРУКТУРЫ Виноградова И.В.1, Гульков Ю.В.2
1Виноградова Ирина Владимировна - магистр;
2Гульков Юрий Владимирович - научный руководитель, кандидат технических наук, доцент, кафедра электроэнергетики и электромеханики, электромеханический факультет, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург
Аннотация: в данной статье обозреваются особенности изменения структуры металла при обработке, отмечаются химические и физические изменения в процессе термообработки. Предлагаются технические решения, обеспечивающие выпуск сталей специализированных характеристик.
Ключевые слова: термообработка, микроструктура, химический состав, струйная система воздухоподготовки.
УДК: 669
Введение
В металлургической промышленности особое внимание уделяется завершающему этапу обработки продукции. При первом соприкосновении с поверхностью изделия в прилегающем слое жидкого металла может возникнуть резкий градиент температур. В результате явление переохлаждения, ведущее к образованию большого количества центров кристаллизации, станет причиной образования мелкозернистого строения корки. Однако, струйная система воздухоподготовки позволит минимизировать температурный разрыв в процессе термической обработки. В статье анализируются структурные изменения в металле, а так же приводится система струйной воздухоподготовки.
Особенности изменения структуры металла при обработке
Термообработка является завершающим этапом и заключается в нормализации и фиксации длительности выдержки при определённом значении температур. Было выявлено, что при нагреве под нормализацию должен обеспечиваться температурный режим выше критических точек по всей поверхности изделия. Вследствие чего, механические свойства после термической обработки имеют значения, лежащие в пределе текучести с = 0,2 при показателе выше 500 МПа, и временное сопротивление св при результате выше 800 МПа соответственно; относительное удлинение 8 (выше 8%); относительное сужение у (выше 33%); ударная вязкость KCV (0,3 МДж/м2);
Особое внимание уделяется инструментальным легированным сталям, чья доля углерода превышает значение 0,7 %. Исследования показывают, что после завершающего этапа термообработки эта сталь отличается высокой твёрдостью и прочностью. После охлаждения на воздухе температура конца прокатки приобретает такие структуры как мартенсит (игольчатая), троостит (пластичная) и сорбит (увеличение межпластиночное расстояние). Такие структуры затрудняют или полностью исключают возможность механической обработки резанием. С нашей точки зрения, это связано с высокой твердостью сталей после охлаждения. Основными легирующими элементами в этих сталях являются карбидообразующие: О", W, V, Мо, которые замедляют переход а^ у и повышают критические точки при нагреве. Поэтому отжиг этих сталей проводят при более высоких температурах, чем инструментальных углеродистых. Следует отметить, что после нагрева на 860°С проводят изотермическую выдержку при температуре 760-780 °С для распада аустенита и коагуляции карбидов. Иногда используется изотермическая выдержка с
температуры конца горячей прокатки. Применение различных видов отжига инструментальных легированных сталей обеспечивает в них получение структур зернистого перлита или сорбита с обеспечением требуемого уровня свойств.
Описание технологического комплекса струйной системы воздухоподготовки выплавки металла
Струйные вентиляторы являются самым подходящим типом вентиляторов для реализации продольной вентиляции. За счет инжекционного эффекта происходит вовлечение больших воздушных масс. При помощи струйных вентиляторов осуществляются термообработку металлов и металлических изделий.
Рис. 1. Конструкция струйного вентилятора
На рисунке 1.4 представлены следующие составные части струйного вентилятора: 1 — корпус вентилятора, 2 — крыльчатка; 3 — лопасть крыльчатки; 4 — носовой обтекатель; 5 — хвостовой обтекатель; 6 — опорная рама;7 — электродвигатель; 8 — опора двигателя; 9 — наконечник; 10 — глушитель.
Воздушная струя, вентилятора включает несколько участков (рисунок 2).
8 1 ё < Начальный § Основной участок
участок ^____ [л ■,». 2< 5,5**
** *и__и_1 ¥0 --- Х=1х \Лс гтш
Рис. 2. Схема свободной асимметричной струи
Начальный участок свободной струи начинается сразу за выходом из вентилятора. В данном участке принято считать, что скорость воздушного потока постоянна. [4]
Следующая зона, это основной участок свободной струи. Осевая скорость струи на этом участке имеет обратную зависимость от расстояния до вентилятора. Поскольку
воздушная струя развивается именно на этом участке, то условия основного участка будут влиять на распространение потоков в пространстве. [2]
Благодаря турбулентности происходит вовлечение воздушных масс окружающего воздуха в струю, что способствует ее увеличению. [7]
Для струйных вентиляторов значения реактивной тяги находятся в диапазоне от 20 Н/кВт до 40 Н/кВт. [1]
В результате перемещения струи происходит вовлечение и перемешивание струи с внешними массами воздуха. Скорость потока уменьшается при этом объем становиться больше. Все это способствует равномерному распределению потоков воздуха в камерах металлообработки, а также выравниванию температуры. [6] Заключение
В данной статье был рассмотрен завершающий этап обработки металлопродукции, а также вопросы, связанные с нормализацией и фиксацией длительности выдержки при определённом значении температур. Главным направлением в рассмотрении вопроса является первое соприкосновении с поверхностью изделия в прилегающем слое жидкого металла. Был проведен анализ структурных изменений в металле. Исследованы температурные режимы высших критических точек по всей поверхности изделия, что в свою очередь сказывается на твёрдости и прочности металлопродукции. Было представлено описание технологического комплекса струйной системы воздухоподготовки выплавки металла.
Список литературы
1. Абрамович Б.Н., Устинов Д.А. Электропривод и электроснабжение горных предприятий: учебное пособие. СПб.: Санкт-Петербургский государственный горный институт. 2004. 84 с. [Электронный ресурс]. Режим доступ: http://gendocs.ru/v27245/абрамович_б.н._электропривод_и_электроснабжение_горн ых_предприятий.Ыш1/ (Дата обращения: 10.03.2017).
2. Вахвахов Г.Г. Энергосбережение и надежность вентиляторных установок: научное издание. М.: Стройиздат, 1989.
3. Готлиб Б.М. Основы статистической теории обработки металлов давлением / Б.М. Готлиб, И.А. Добычин, В.М. Баранчиков. М.: Металлургия, 2013. 168 с.
4. Гришко А.П., Шелоганов В.И. Стационарные машины и установки: Учебное пособие для вузов. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004.
5. Климовицкий М.Д. Приборы автоматического контроля в металлургии / М.Д. Климовицкий, В.И. Шишкинский. - М.: Металлургия, 2014. - 296 с.
6. Рудаков В.В. Системы управления электроприводов (прямое управление моментом в электроприводах переменного тока): учеб. пособие / В.В. Рудаков, А.Е. Козярук; СПб.: Санкт-Петербургское науч. изд-во, 2007.
7. Фащиленко В.Н. Регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок горных предприятий. М.: Горная Книга, 2011.
