Изобретение относится к термообработке и может быть использовано на заводах металлургической и машиностроительной промышленностей при обработке изделий из стали в контролируемой атмосфере.
Известен способ термообработки стали, согласно которому в защитную атмосферу печи с целью уменьшения ее обезуглероживаюш,ей способности добавляют метан 1.
Известен также способ термообработки, при котором в качестве зашитной атмосферы используется охлажденная смесь продуктов диссоциации аммиака и метана 2.
Находящийся в печном пространстве метан не может быть использован для определения углеродного потенциала атмосферы, что затрудняет нормальное осуществление процесса и может отрицательно сказаться на качестве термообрабатываемых изделий.
Целью изобретения является повышение качества термообработки.
Это достигается тем, что продукты диссоциа ции аммиака вводят в печь неохлажденными, а количество образовавшегося внутри печи метана поддерживают на значении, соответствующем его равновесной концентрации. Регулирова ние количества метана в печной атмосфере осуществляют путем изменения количества подава емых в печь продуктов диссоциации аммиака, а в качестве углеводорода, подаваемого в печь, используют углеводород, содержащий в молекуле минимум два атома углерода, например пропан.
Предложенный способ осуществляется следующим образом.
Продукты диссоциации аммиака непосредственно после термического расщепления (неохлажденные) подают в печное пространство, а для регулирования содержания их в изделии изменяют содержание метана в печной атмосфере. Введение продуктов диссоциации аммиака неохлажденными позволяет получить активную печную атмосферу.
Образующийся внутри печного пространства газообразный метан является активным и в присутствии молекул продуктов диссоциации аммиака пригоден для косвенного определения и регулирования содержания углерода на поверхности изделий. Количество образующегося метана необходимо поддерживать на значении, соответствующем химическому равновесию содержания углерода на поверхности изделия. Использование для косвенного
определения содержания углерода на поверхности обрабатываемых изделий активного метана иозволяет надежно регулировать углеродный потенциал атмосферы и повысить качество термообрабатываемых изделий.
В процессе науглероживания активированные молекулы продуктов диссоциации аммиака способствуют поддержанию активности образующихся в печи молекул метана для реакции с поверхностью изделий.
При обезуглероживании определенное количество активированного водорода диссоциированного аммиака реагируют непосредственно, с атомами углерода, находящимися на поверхности изделия. Реакция атомов углерода с двумя молекулами водорода, сопровождающаяся образованием молекулы метана, протекает с приемлемой и технической точки зрения скоростью лишь с активированным водородом, который получается при использовании неохлажденных продуктов диссоциации аммиака.
Для регулирования количества метана, образующегося в печном пространстве изменяют количество подаваемых в печь продуктов диссоциации аммиака. При -обезуглероживании количество образующегося метана уменьшается, и для поддержания метана на нужном значении соответствующим образом уменьшают количество вводимых продуктов диссоциации аммиака.
Для повышения количества метана в печной ат.мосфере в печное пространство дополнительно вводят углеводород, содержагций в молекуле минимум два атома углерода. Таким образом, необходимое количество метана в печной атмосфере возникает в результате эндотермического расщепления более высокомолекулярного углеводорода в активированной форме внутри печного нространства. Введенные в печное пространство молекулы метана, например природного газа, находятся в пассивном состоянии и препятствуют косвенному определению поверхностного содержания углерода через равновесие метана.
Пример. Науглероживающей термической обработке при 930°С подвергают образец из стали С15. В качестве печной атмосферы служат продукты диссоциации аммиака, к которым в зависимости от содержания метана в печной атмосфере прибавляют пропан. Переход углерода происходит в переуглероженной фазе с последующим химическим равновесием соответствующей обезуглероженной диффу:;11011ной фазы. При различном содержании метина в науглероженной фазе получены значения, приведенные в таблице.
Таким образом, как при обработке низколегированной стали С15, так и других хромолегированных сталей поверхностного окисления не происходит.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ЗАЩИТЫ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКЕ | 2007 |
|
RU2354713C1 |
| СПОСОБ ЗАЩИТЫ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК ОТ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ | 2013 |
|
RU2541253C1 |
| Способ получения экзотермической атмосферы | 1980 |
|
SU992598A1 |
| Установка для печей с контролируемой атмосферой | 1937 |
|
SU53346A1 |
| Способ термической обработки горячекатаных средне- и высокоуглеродистых сталей | 1978 |
|
SU773098A1 |
| СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ | 1988 |
|
SU1831886A3 |
| СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ИЛИ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕРОДОМ ПОВЕРХНОСТНЫХ УЧАСТКОВ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ | 1990 |
|
RU2036976C1 |
| Способ нитроцементации деталей из коррозионностойких сталей | 1978 |
|
SU789633A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОГО ПОРОШКА | 2007 |
|
RU2360769C2 |
| Способ изготовления углеграфитовых изделий | 2016 |
|
RU2636536C1 |
Печная атмосфера
1,00,45
1,5
2,0
Формула и ппретения
. :: ,
Изделие
от 0,8 до 0,9
50 с целью регулирования количества метана в печной атмосфере, изменяют количество подаваемых в печь продуктов диссоциации аммиака.
J, тем, что в качестве углеводорода, подаваемого в печь, используют углеводород, содержащий в молекуле минимум два атома углерода, например, пропан.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
60 1. Окисление и обезуглероживание стали. 5 под научи, ред. проф. А. И. Ващенко. «Металлургия, 1972, с. 244. 2.- Петров Н. П., Трошкин И. Т., 604503 6 М., селов Б. П. Термическая обработка стали в контролируемых атмосферах. М., «МашиностроBe- ение, 1969, с. 19.
