Si të ngrohni metalin. Si dhe me çfarë të pritet saktë metali. Fusha elektrike dhe e temperaturës
Ngrohja e metalit me rrymë saldimi. Ligji Joule-Lenz. Rezistenca elektrike e metalit.
Të gjithë elementët që mbartin rrymë nxehen nga rryma elektrike, dhe sasia e nxehtësisë së gjeneruar në çdo seksion të qarkut elektrik me rezistencë aktive R=R(t), e cila është një funksion i t dhe τ me rrymë I=I(t) në varësi të kohës t, përcaktohet nga ligji i Xhulit - Lenza:
Kjo formulë e përgjithshme, i cili nuk tregon ose përcakton temperatura specifike në zonën e bashkimit kur nxehet me rrymë saldimi.
Sidoqoftë, duhet të kujtojmë se vlerat e R dhe I varen kryesisht nga kohëzgjatja e rrjedhës së kësaj rryme.
Makineritë e kontaktit janë të prodhuara në mënyrë strukturore në atë mënyrë që sasia më e madhe e nxehtësisë lirohet midis elektrodave.
Saldimi në vend me tegel ka numrin më të madh të seksioneve elektrodë-elektrodë, sasia totale e rezistencës është shuma e rezistencës së elektrodës-pjesës së punës + detaj - detaj+ pjesë + elektrodë - pjesë
Ree= 2Red+Rdd+2Rd
Të gjithë përbërësit e rezistencës totale Reee ndryshojnë vazhdimisht gjatë ciklit termik të saldimit.
Rezistenca e kontaktit – Rdd është më i madhi në vlerë, sepse kontakti kryhet përgjatë mikroprotrusioneve dhe zona e kontaktit fizik është e vogël.
Përveç kësaj, ka filma oksidi dhe ndotës të ndryshëm në sipërfaqen e pjesës.
Sepse Kryesisht ne saldojmë çeliqet dhe lidhjet që kanë forcë të konsiderueshme, pastaj kolapsi i plotë i mikro-barazisë ndodh vetëm kur ato nxehen nga rryma e saldimit në temperatura rreth 600 gradë C.
Rezistenca në kontaktin elektrodë-pjesë e punës është dukshëm më e vogël se Rdd, sepse një material më i butë dhe më shumë përçues termik i elektrodave futet në mënyrë aktive midis zgjatimeve të mikro-vrazhdësisë së pjesëve.
Rritja e rezistencës në kontakte është gjithashtu për shkak të faktit se në zonat e kontaktit ka një lakim të mprehtë të linjës aktuale, e cila përcakton një rezistencë më të lartë për shkak të rritjes së rrugës aktuale.
Rezistenca e kontaktit Rdd dhe Red varet kryesisht nga pastrimi i sipërfaqes për saldim.
Duke matur 2 pllaka, me trashësi 3 mm, të ngjeshur shumë fort 200 N sipas qarkut ampermetër-voltmetër, kemi marrë këto vlera:
Pastrimi i sipërfaqes me rrotë dhe bluarje: 100 µOhm
Përfundim: bluaj
Në praktikë, përdoret gravurja (gjatë saldimit të sipërfaqeve të mëdha), trajtimi i sipërfaqes me furça metalike, spërkatja me rërë dhe plasja me goditje me plumb.
Gjatë saldimit me rezistencë, ata përpiqen të përdorin çelik të mbështjellë të ftohtë në sipërfaqen e të cilit mund të ketë mbetje vaji.
Nëse nuk ka ndryshk në sipërfaqe, atëherë mjafton që sipërfaqet që do të saldohen të degresohen.
Rezistenca e kontaktit të pjesëve të pastra por të veshura me oksid zvogëlohet me rritjen e forcave të ngjeshjes. Kjo mund të shpjegohet me deformim më të madh të mikroprotrusioneve.
Ne ndezim rrymën, densiteti më i lartë i linjës aktuale është i përqendruar në sipërfaqet e të miturve. Rryma përmes kontakteve të formuara gjatë deformimit të mikroprotrusioneve.
Në momentin fillestar të kohës, dendësia e rrymës në materialin e pjesës është më e vogël, sepse Linjat e rrymës shpërndahen relativisht në mënyrë të barabartë, dhe në kontaktin e pjesës rryma rrjedh vetëm nëpër zonat e përcjelljes, prandaj, densiteti i rrymës është më i lartë se në pjesën më të madhe të pjesës dhe gjenerimi dhe ngrohja në këtë zonë janë më të rëndësishme. .
Metali në kontakt do të bëhet plastik. Deformohet nën ndikimin e forcës së saldimit, zona e kontakteve përçuese do të rritet dhe kur t = 600 gradë C (në të qindtat e sekondës) mikroprotrusionet deformohen plotësisht, filmat e oksidit shkatërrohen pjesërisht, shpërndahen pjesërisht në masa e pjesës dhe roli i rezistencës së kontaktit Rdd nuk do të jetë më parësor në procesin e ngrohjes.
Megjithatë, deri në këtë moment temperatura në zonën e kontaktit pjesë-pjesë do të jetë më e larta, rezistenca materiali ρ është më i madhi dhe çlirimi i nxehtësisë do të jetë akoma më intensiv në këtë zonë.
Nëse dendësia e rrymës është e mjaftueshme dhe kohëzgjatja e rrjedhjes së saj është e mjaftueshme, këtu fillon shkrirja e metalit.
Shfaqja e një izotermi të shkrirjes pikërisht në kontaktin pjesë-pjesë do të lehtësohet nga largimi më i vogël i nxehtësisë nga kjo zonë, rezistenca e brendshme e pjesës.
Rezistenca e brendshme e pjesës
S- prerje tërthore të përcjellësit
Koeficienti A rrit shtrirjen e linjës aktuale në masën e pjesës, ndërsa zona aktuale e përhapjes rritet.
dk - diametri i përhapjes
A = 0,8-0,95, varet nga ngurtësia e materialit dhe në një masë më të madhe nga rezistenca.
Nga raporti dk/δ= 3-5 A=0,8
Natyrisht, rezistenca e pjesës varet nga trashësia, kjo merret parasysh nga koeficienti A dhe nga specifika rezistenca elektrike materiali i pjesës ρ, varet nga përbërjen kimike.
Përveç kësaj, rezistenca varet nga temperatura
ρ(t)=ρ0*(1+αp*T)
Gjatë procesit të saldimit, kur rrjedh rrymë, t matet nga kontakti në tpl dhe më i lartë
Tm=1530 degC
Kur arrihet shkrirja, rezistenca rritet befas.
ar-koeficienti i temperaturës
αρ=0,004 1/degC - për metale të pastra
αρ=0,001-0,003 1/degC - për lidhjet
Vlera e αρ zvogëlohet me rritjen e shkallës së lidhjes.
Me rritjen e temperaturës, metali si në kontakt ashtu edhe në pjesën më të madhe nën elektroda deformohet, zona e kontaktit rritet, dhe nëse sipërfaqja e punës e elektrodave është sferike, atëherë zona e kontaktit mund të rritet me 1.5-2 herë.
Grafiku i ndryshimeve të rezistencës gjatë procesit të saldimit.
Në momentin fillestar, rezistenca e pjesës rritet për shkak të rritjes së temperaturës dhe rritjes së rezistencës elektrike, më pas metali bëhet plastik dhe zona e kontaktit fillon të rritet për shkak të shtypjes së elektrodave në sipërfaqen e pjesë, si dhe një rritje në madhësinë e zonës së kontaktit pjesë-pjesë.
Rezistenca totale do të ulet ndërsa fiket rryma e saldimit. Megjithatë, kjo është e vërtetë për saldimin e çeliqeve me karbon dhe aliazh të ulët.
Për saldimin e lidhjeve Ni dhe Cr rezistente ndaj nxehtësisë, rezistenca madje mund të rritet.
Fusha elektrike dhe e temperaturës.
Ligji Joule-Lenz Q=IRt tregon lirimin e nxehtësisë në elementët që mbartin rrymë dhe ndodhin gjithashtu procese të heqjes së nxehtësisë.
Falë ftohjes aktive të elektrodave dhe rritjes së shpërndarjes së nxehtësisë në to, marrim një formë thjerrëze të bërthamës së derdhur.
Por nuk është gjithmonë e mundur të merret një formë e tillë, veçanërisht kur saldohen materiale të ndryshme me trashësi të ndryshme dhe pjesë të holla.
Duke ditur natyrën e fushës së temperaturës në zonën e saldimit, mund të analizoni:
1) Dimensionet e bërthamës së derdhur.
2) Madhësia HAZ (struktura).
3) Madhësia e sforcimeve të mbetura, d.m.th. vetitë e përbërjeve.
Fusha e temperaturës është një grup temperaturash në pika të ndryshme të një pjese në një moment të caktuar kohor.
Pikat me të njëjtën temperaturë të lidhura me një vijë quhen izotermë.
Madhësia e një bërthame të pastër në një mikroseksion jep izotermën e shkrirjes përgjatë kufijve të bërthamës së derdhur.
Në fund të fundit, temperatura dhe madhësia e izotermës së shkrirjes, d.m.th. bërthama e derdhur, kryesisht ndikon në rezistencën e pjesës.
Themeluesi, Gelman, mori dy pjesë 2+2 mm, i lëmoi, i gdhendi dhe mori një bërthamë të derdhur; Mora pjesët dhe mora gjithashtu një bërthamë të derdhur.
Megjithatë, vështirësitë që dalin gjatë saldimit me trashësi të ndryshme na detyrojnë të studiojmë shpërndarjen e fushave termike në zonën e saldimit.
Dendësia e rrymës është numri i ngarkesave që kalojnë brenda 1 sekondës përmes një zone të vogël pingul me drejtimin e lëvizjes së ngarkesave, pjesëtuar me gjatësinë e sipërfaqes së saj.
Trajtimi termik i metaleve është një nga mënyrat kryesore për të përmirësuar karakteristikat e tyre mekanike dhe fiziko-kimike: fortësia, forca dhe të tjera.
Një lloj trajtimi termik është forcimi. Ai është përdorur me sukses nga njeriu në një mënyrë artizanale që nga kohërat e lashta. Në mesjetë, kjo metodë e trajtimit të nxehtësisë u përdor për të përmirësuar forcën dhe ngurtësinë e sendeve shtëpiake metalike: sëpata, drapër, sharra, thika, si dhe armë ushtarake në formën e shtizave, shpatave dhe të tjera.
Dhe tani ata përdorin këtë metodë të përmirësimit të karakteristikave të metalit, jo vetëm në shkallë industriale, por edhe në shtëpi, kryesisht për forcimin e sendeve shtëpiake metalike.
Forcimi kuptohet si një lloj trajtimi termik i një metali, i cili konsiston në ngrohjen e tij në një temperaturë, me arritjen e së cilës ndodh një ndryshim në strukturën e rrjetës kristalore (transformim polimorfik) dhe ftohje e përshpejtuar më tej në ujë ose në një mjedis vaji. Qëllimi i këtij trajtimi termik është rritja e fortësisë së metalit.
Përdoret gjithashtu forcimi, në të cilin temperatura e ngrohjes së metalit parandalon që të ndodhë një transformim polimorfik. Në këtë rast, regjistrohet gjendja e tij, e cila është karakteristike për metalin në temperaturën e ngrohjes. Kjo gjendje quhet tretësirë e ngurtë e mbingopur.
Teknologjia e forcimit të transformimit polimorfik përdoret kryesisht për produktet e bëra nga lidhjet e çelikut. Metalet me ngjyra i nënshtrohen ngurtësimit pa arritur një ndryshim polimorfik.
Pas një trajtimi të tillë, lidhjet e çelikut bëhen më të forta, por në të njëjtën kohë ato bëhen më të brishta, duke humbur duktilitetin e tyre.
Për të reduktuar brishtësinë e padëshirueshme pas ngrohjes me ndryshim polimorfik, përdoret një trajtim termik i quajtur kalitje. Ajo kryhet në një temperaturë më të ulët me ftohje graduale të mëtejshme të metalit. Në këtë mënyrë lehtësohet stresi i metalit pas procesit të ngurtësimit dhe zvogëlohet brishtësia e tij.
Kur forcohet pa transformim polimorfik, nuk ka problem me brishtësinë e tepërt, por fortësia e lidhjes nuk arrin vlerën e kërkuar, prandaj, kur përsëritet trajtim termik, e quajtur plakje, ajo, përkundrazi, rritet për shkak të dekompozimit të tretësirës së ngurtë të mbingopur.
Karakteristikat e forcimit të çelikut
Kryesisht produktet dhe lidhjet e çelikut të pandryshkshëm të destinuara për prodhimin e tyre janë ngurtësuar. Ato kanë një strukturë martenzitike dhe karakterizohen nga fortësi e shtuar, duke çuar në brishtësinë e produkteve.
Nëse i trajtoni me ngrohje produkte të tilla duke ngrohur në një temperaturë të caktuar të ndjekur nga kalitja e shpejtë, mund të arrini një rritje të viskozitetit. Kjo do të lejojë përdorimin e produkteve të tilla në fusha të ndryshme.
Llojet e forcimit të çelikut
Në varësi të qëllimit të produkteve prej çeliku inox, është e mundur të ngurtësohet i gjithë artikulli ose vetëm ajo pjesë e tij që duhet të jetë funksionale dhe të ketë karakteristika të rritura të forcës.
Prandaj, forcimi i produkteve të çelikut inox ndahet në dy metoda: globale dhe lokale.
Medium ftohës
Arritja e vetive të kërkuara të materialeve inox varet kryesisht nga zgjedhja e metodës së ftohjes.
Marka te ndryshme çelik inox ftohen ndryshe. Nëse çeliqet me aliazh të ulët ftohen në ujë ose në tretësirat e tij, atëherë për lidhjet inox përdoren solucione vaji për këto qëllime.
E rëndësishme: Kur zgjidhni një medium në të cilin do të ftohet metali pas ngrohjes, duhet të kihet parasysh se ftohja ndodh më shpejt në ujë sesa në vaj! Për shembull, uji në një temperaturë prej 18°C mund të ftohë një aliazh me 600°C në një sekondë, por vaji me vetëm 150°C.
Për të marrë fortësi të lartë metalike, ftohja kryhet në rrjedhë ujë të ftohtë. Gjithashtu, për të rritur efektin e ngurtësimit, përgatitet një tretësirë kripe për ftohje duke shtuar rreth 10% në ujë. kripë tryezë, ose përdorni një mjedis acid, në të cilin ka të paktën 10% acid (zakonisht sulfurik).
Përveç zgjedhjes së mjetit ftohës, mënyra dhe shpejtësia e ftohjes janë gjithashtu të rëndësishme. Shkalla e uljes së temperaturës duhet të jetë së paku 150°C në sekondë. Kështu, në 3 sekonda temperatura e aliazhit duhet të bjerë në 300°C. Një ulje e mëtejshme e temperaturës mund të kryhet me çdo shpejtësi, pasi struktura e fiksuar si rezultat i ftohjes së shpejtë nuk do të shkatërrohet më në temperatura të ulëta.
E rëndësishme: Ftohja shumë e shpejtë e metalit çon në brishtësinë e tij të tepërt! Kjo duhet të merret parasysh kur ngurtësoni veten.
Dallohen metodat e mëposhtme të ftohjes:
- Duke përdorur një medium, kur produkti vendoset në një lëng dhe mbahet atje derisa të ftohet plotësisht.
- Ftohja në dy media të lëngshme: vaj dhe ujë (ose tretësirë fiziologjike) për çelik inox. Produktet e bëra prej çeliku të karbonit fillimisht ftohen në ujë, pasi është një mjet ftohës i shpejtë, dhe më pas në vaj.
- Duke përdorur metodën jet, kur pjesa ftohet me një rrjedhë uji. Kjo është shumë e përshtatshme kur duhet të ngurtësoheni zonë specifike produkteve.
- Përdorimi i metodës së ftohjes me shkallë në përputhje me kushtet e temperaturës.
Temperatura
E sakte regjimi i temperaturës forcimi i produkteve të çelikut inox është një kusht i rëndësishëm cilësitë e tyre. Për të arritur karakteristika të mira ato nxehen në mënyrë uniforme në 750-850°C dhe më pas ftohen shpejt në një temperaturë prej 400-450°C.
E rëndësishme: Ngrohja e metalit mbi pikën e rikristalizimit çon në një strukturë me kokërr të trashë, e cila përkeqëson vetitë e tij: brishtësia e tepërt, që çon në plasaritje!
Për të lehtësuar stresin pas ngrohjes së metalit në temperaturën e dëshiruar të ngurtësimit, ndonjëherë përdoret ftohja hap pas hapi e produkteve, duke ulur gradualisht temperaturën në secilën fazë të ngrohjes. Kjo teknologji ju lejon të hiqni plotësisht stresin e brendshëm dhe të merrni një produkt të qëndrueshëm me fortësinë e kërkuar.
Si të ngurtësoni metalin në shtëpi
Duke përdorur njohuritë themelore, ju mund të ngurtësoni çelikun në shtëpi. Ngrohja e metalit zakonisht kryhet duke përdorur një zjarr, furra elektrike me muffle ose djegës me gaz.
Forcimi i një sëpate në kunj dhe në furrë
Nëse keni nevojë t'i jepni forcë shtesë mjeteve shtëpiake, për shembull, për ta bërë një sëpatë më të qëndrueshme, atëherë mënyra më e lehtë për ta ngurtësuar mund të bëhet në shtëpi.
Gjatë prodhimit, sëpatat janë të vulosura me një shenjë, me të cilën mund të dalloni shkallën e çelikut. Ne do të shikojmë procesin e ngurtësimit duke përdorur çelikun e veglave U7 si shembull.
Teknologjia duhet të kryhet në përputhje me rregullat e mëposhtme:
1. Pjekja. Para përpunimit, zbehni skajin e mprehtë të tehut dhe vendoseni sëpatën në një furrë me tulla të ndezur për t'u ngrohur. Procedura e trajtimit të nxehtësisë duhet të monitorohet me kujdes për të parandaluar mbinxehjen (ngrohja e lejuar është 720-780°C). Mjeshtrit më të avancuar e njohin temperaturën nga ngjyra e nxehtësisë.
Dhe fillestarët mund të zbulojnë temperaturën duke përdorur një magnet. Nëse magneti ndalon ngjitjen me metalin, kjo do të thotë se sëpata është ngrohur mbi 768°C (ngjyrë e kuqe-burgundy) dhe është koha për t'u ftohur.
Përdorni një poker për të lëvizur sëpatën e nxehtë në derën e furrës, hiqni nxehtësinë më thellë, mbyllni derën dhe valvulën, lëreni metalin e nxehur në furrë për 10 orë. Lëreni sëpatën të ftohet gradualisht me sobë.
2. Çeliku forcues. Ngrohni sëpatën mbi një zjarr, sobë me bark ose sobë deri në ngjyrë të kuqe të errët - temperatura 800-830°C (magneti ka pushuar së magnetizuari, prisni edhe 2-3 minuta).
Shuarja kryhet në ujë të nxehtë (30°C) dhe vaj. Uleni tehun e sëpatës në ujë 3-4 cm, duke e lëvizur fuqishëm.
3. Lëshimi i tehut të sëpatës. Kalitja zvogëlon brishtësinë e çelikut dhe lehtëson stresin e brendshëm. Lëmoni metalin me letër zmerile për të dalluar më mirë ngjyrat e bojës.
E vendosim sëpatën në furrë për 1 orë në temperaturën 270-320°C. Pasi të qëndroni, hiqeni dhe ftoheni në ajër.
Video: trajtimi termik i një sëpatë në shtëpi, tre faza: pjekja, ngurtësimi, kalitja.
Forcimi i thikës
Këshillohet që të përdorni furrat për të forcuar vetë metalet. Për sendet shtëpiake në formë thika, sëpate e të tjera, më të përshtatshmet janë furrat e muffle madhësia e vogël. Në to mund të arrini një temperaturë ngurtësimi shumë më të lartë se në zjarr dhe është më e lehtë të arrihet ngrohja uniforme e metalit.
Ju mund ta bëni vetë një sobë të tillë. Mund të gjeni shumë në internet opsione të thjeshta dizajnet e saj. Në furra të tilla, një produkt metalik mund të nxehet në 700-900°C.
Le të shohim se si të ngurtësojmë një thikë prej çeliku inox në shtëpi duke përdorur një furre elektrike me muffle. Për ftohje, në vend të ujit ose vajit, përdoret dylli i shkrirë vulosës (mund të merret nga një njësi ushtarake).
A ju është dashur ndonjëherë të prisni ose të prisni diçka metalike me duart tuaja? Nëse po, atëherë ndoshta keni një pyetje se si ta bëni këtë. Sigurisht, gjithmonë mund të përdorni një sharrë metalike të mirë të vjetër, por çka nëse nuk po flasim për një fletë të hollë të galvanizuar, por, për shembull, për një tub me mure të trashë?
Këtu, sigurisht, një sharrë hekuri mund të ndihmojë, por do të shpenzohet një sasi joproporcionale e kohës dhe përpjekjes. Kjo do të thotë se nevojitet një qasje më radikale, dhe në këtë artikull do të flasim për mënyrën e prerjes së metalit dhe mënyrën më të mirë për ta bërë këtë.
Prerja e metalit me një mulli
Nuk dihet me siguri pse ky instrument u quajt kështu. Versioni kryesor është se vendi i parë prodhues ishte Bullgaria, por në fakt ky është vetëm një version.
Kur zgjedhin se me çfarë të pritet metali, shumica e njerëzve i japin përparësi mullirit, pasi, ndryshe nga pajisje gazi, çmimi i tij është shumë më i ulët dhe nuk keni nevojë për ndonjë aftësi specifike për të punuar me të.
Nga ana tjetër, shumë kanë shumë frikë të punojnë si një mulli këndor për shkak të tij fuqi të lartë dhe rreziqet. Në fakt, nuk ka asgjë të komplikuar, gjëja kryesore është të ndiqni me përpikëri masat paraprake të sigurisë dhe të mos neglizhoni as gjërat e vogla.
Nuk mund të ketë gjëra të vogla në punën me metalin, dhe të gjithë mjet prerës metali paraqet një rrezik të caktuar. Udhëzimet e sigurisë kur punoni me mjete prerëse janë të rëndësishme si për mulli të mëdhenj me fuqi më shumë se dy kilovat, ashtu edhe për ato shumë të vogla, të cilat, pavarësisht nga madhësia e tyre kompakte, mund të shkaktojnë dëm të konsiderueshëm për shëndetin.
Ky mjet pret metalin duke u rrotulluar disk gërryes, trashësia e së cilës mund të ndryshojë në varësi të metalit që duhet të pritet. Sa më i hollë muri produkt çeliku, aq më i hollë do të përdoret disku i prerjes së metalit.
Ne nuk do të flasim në këtë artikull se sa të rëndësishme janë masat paraprake të sigurisë. Kjo është gjithmonë një çështje prioritare, por nëse nuk keni përvojë në punën me një mulli këndor, atëherë posaçërisht për ju do të japim disa hollësi që duhet të dini për të mos dëmtuar shëndetin tuaj.
Disa pika të rëndësishme
Pra:
- Për arsye sigurie, rrotullimi i diskut duhet të ndodhë në drejtim të prerjes, domethënë drejt personit që pret metalin, por, si rregull, ky pozicion nuk është shumë i përshtatshëm dhe është shumë më e lehtë kur rrjedha e shkëndijat drejtohen përpara. Në parim, nuk ka kufizime të rëndësishme këtu, gjithçka varet nga komoditeti personal i operatorit të mjetit.
- Gjatë prerjes së metalit, përdorni vetëm tehe të përshtatshme. Disqet për gurë ose dru kanë një densitet më të ulët dhe në kontakt me një sipërfaqe çeliku, ato shpërndahen shpejt dhe fragmentet mund t'ju dëmtojnë ju ose të tjerët.
- Mos punoni pa këllëf mbrojtës. Ai i drejton shkëndijat anash në mënyrë që të mos fluturojnë në fytyrën tuaj. Gjithashtu, është i vetmi shpëtim në rast se disku kafshohet dhe prishet.
- Mos e prisni metalin larg jush. Kjo e bën shumë më të mundshme që disku të kafshojë. Drejtimi i prerjes duhet të jetë gjithmonë drejt prerësit.
- Mbani instrumentin në nivel. Prerja në një kënd do të çojë në shtrembërim të diskut dhe thyerje të tij, dhe fragmentet që fluturojnë me një shpejtësi të tillë mund të shkaktojnë dëm të konsiderueshëm shëndetin.
- Asnjëherë mos përdorni një teh prerës për të pastruar sipërfaqen. Ekzistojnë disqe speciale për zhveshje që ndryshojnë në trashësi dhe densitet.
- Disa lloje të bluarjeve përdorin vetëm disqet e tyre të markës. Kjo është për shkak të ndryshimit në numrin e rrotullimeve, kështu që nëse jeni pronar i një mjeti të markës, përdorni disqe vetëm nën këtë markë.
- Asnjëherë mos përdorni disqe me madhësi të ndryshme. Çdo madhësi është projektuar për një mjet me një numër të caktuar rrotullimesh. Pra, nëse vendosni një disk të vogël ose të mesëm në një mulli të madh, ai thjesht do të shpërthejë.
- Mos kurseni para. Nëse shfaqet një çarje në disk, ose nuk e keni vënë re gjatë blerjes, hidheni menjëherë në koshin e plehrave. Plasaritja aksidentale gjatë prerjes mund të përfundojë shumë keq për ju. Mos harroni, çmimi i diskut nuk vlen për jetën dhe shëndetin tuaj.
- Gjithmonë kushtojini vëmendje asaj që keni përpara ndërsa punoni. Shkëndijat që fluturojnë nën mulli këndor mund të ndezin dru, plastikë dhe materiale të tjera të ndezshme. Për më tepër, nuk duhet të punoni me një mulli këndor pranë benzinës ose gazit.
- Përpara se të prisni metalin me një mulli, sigurohuni që ai të jetë pozicionuar saktë. Gjatë prerjes, pjesa që pritet të jetë jashtë syve, përndryshe disku mund të kafshojë.
E rëndësishme! Asnjëherë mos kini frikë nga një mjet, pa marrë parasysh sa i rrezikshëm duket ose sa i zhurmshëm është. Duke ditur se si të prerë metalin në mënyrë korrekte, ju jeni të garantuar të mos lëndoheni.
Pra, ne kuptuam mulli, por ky është larg nga mjeti i vetëm për prerjen e metalit. Dhe më poshtë do të shohim opsione të tjera, por tani për tani ju rekomandojmë të shikoni videon në këtë artikull, e cila flet për prerjen e metaleve dhe mjetet prerëse. Ndërkohë ne vazhdojmë.
Mjete të tjera për prerjen e metaleve
Natyrisht, mund të shkurtoni çdo gjë me një mulli, gjëja kryesore është të zgjidhni diskun e duhur për të. Por ky opsion nuk është gjithmonë më i përshtatshëm dhe praktik. Këtu janë vetëm disa momente kur prerja e metalit me një mjet tjetër është më e përshtatshme.
- Nëse materiali ka veshje me zink. Për shkak të shpejtësive të larta, mulli thjesht djeg veshjen dhe nuk mbetet asnjë gjurmë prej saj.
- Materiali i lyer gjithashtu pritet më së miri me gërshërë metalike. Ata do të mbrojnë veshjen dhe nuk do ta djegin atë.
- Është më e përshtatshme të pritet metali me sharrë hekuri nëse është nën tension, për shembull, nëse është një tub ngrohje i mbyllur në një qark sistemi.
- Është më mirë të pritet metali me një trashësi prej më shumë se 10 milimetra me një prestar gazi, pasi një mulli thjesht mund të mos jetë në gjendje ta përballojë atë.
E rëndësishme! Ne nuk do të tregojmë qëllimisht në këtë artikull se si të presim metal me një prestar, pasi kjo kërkon njohuri dhe përvojë të veçantë. Asnjëherë mos u përpiqni ta ndizni vetë pishtarin prerës. Kjo mund të rezultojë në një shpërthim propani ose zjarr.
Kjo është larg nga listën e plotë momentet kur është më mirë të refuzoni përdorimin e një mulli këndi, por të gjitha situatat e listuara janë shumë të zakonshme në jetën e përditshme. Pra, çfarë duhet të përdorni për punë?
Le të shohim mjetet alternative më të njohura dhe të përballueshme për prerjen e metaleve:
- Pishtari prerës . Është e vështirë ta quash këtë mjet të arritshëm, por nuk mund ta injoronim, pasi në disa raste, është i vetmi mjet që mund të përballojë detyrën. Për shembull, kur preni metale të trasha, alternativa e vetme për një prestar mund të jetë një lazer, dhe një mjet i tillë nuk është i disponueshëm për nevojat shtëpiake.
- Sharrë hekuri për metal. Ky mjet, si rregull, është në arsenalin e cilitdo punëtor i shtëpisë. Prerja e metalit me sharrë hekuri kërkon kohë dhe problematike, por në disa vende të vështira për t'u arriturështë e mundur të zvarritesh vetëm tek ajo.
- Gërshërë metalike. Sigurisht, ju nuk do të prisni një tub me një mjet të tillë, por nëse keni nevojë, për shembull, të kafshoni një profil për drywall, atëherë opsion më i mirë thjesht nuk mund të gjendet. Ato janë të lehta për t'u punuar dhe të sigurta dhe nuk shkatërrojnë veshjen ose bojën e zinkut.
- Gërshërë të mëdha shtypi. Ky mjet është projektuar për prerjen e telit ose pajisjeve. Në varësi të madhësisë, gërshërët mund të ndajnë një shufër me një diametër deri në 20 milimetra, dhe ato janë shumë më të përshtatshme për t'u punuar sesa një mulli.
Siç mund ta shihni, zgjedhja është shumë e pasur, dhe ju duhet të zgjidhni një mjet në varësi të situatës specifike. Sigurisht, është e vështirë të konkurrosh me një mulli këndor, por nuk është gjithmonë e mundur ta përdorësh atë, dhe pastaj opsionet alternative do të vijnë në shpëtim.
Dhe në përfundim, dua t'ju kujtoj edhe një herë - ndiqni gjithmonë masat paraprake të sigurisë dhe përdorni mjetet mbrojtjen personale. Asnjë punë nuk ia vlen të rrezikoni shëndetin apo edhe jetën tuaj.
Metodat bazë dhe Metodat e shndërrimit të energjisë elektrike në nxehtësi klasifikuar si më poshtë. Bëhet dallimi midis ngrohjes elektrike direkte dhe indirekte.
Në ngrohje direkte elektrike shndërrimi i energjisë elektrike në nxehtësi ndodh si rezultat i kalimit rrymë elektrike direkt mbi një trup ose medium të nxehtë (metal, ujë, qumësht, tokë, etj.). Në ngrohje indirekte elektrike rryma elektrike kalon përmes një pajisje të veçantë ngrohjeje ( element ngrohës), nga i cili nxehtësia transferohet në trupin ose mjedisin e nxehtë përmes përcjelljes, konvekcionit ose rrezatimit.
Ekzistojnë disa lloje të shndërrimit të energjisë elektrike në energji termike, të cilat përcaktojnë mënyrat ngrohje elektrike.
Rrjedha e rrymës elektrike nëpër trupa të ngurtë përçues elektrik ose media të lëngshme shoqërohet me çlirimin e nxehtësisë. Sipas ligjit Joule-Lenz, sasia e nxehtësisë është Q=I 2 Rt, ku Q është sasia e nxehtësisë, J; I - silatok, A; R - rezistenca e trupit ose e mesme, Ohm; t - koha e rrjedhjes aktuale, s.
Ngrohja me rezistencë mund të kryhet me metoda kontakti dhe elektrodë.
Mënyra e kontaktit përdoret për ngrohjen e metaleve si nga parimi i ngrohjes direkte elektrike, për shembull në makinat e saldimit me kontakt elektrik, ashtu edhe nga parimi i ngrohjes elektrike indirekte - në elementët e ngrohjes.
Metoda e elektrodës përdoret për ngrohjen e materialeve jometalike përçuese dhe mediave: uji, qumështi, ushqimi me lëng, dheu, etj. Materiali ose mjedisi i nxehtë vendoset midis elektrodave, të cilave furnizohet një tension i alternuar.
Rryma elektrike që rrjedh përmes materialit midis elektrodave e ngroh atë. Uji i zakonshëm (jo i distiluar) përcjell rrymë elektrike, pasi përmban gjithmonë një sasi të caktuar kripërash, alkalesh ose acidesh, të cilat shpërndahen në jone që janë bartës të ngarkesave elektrike, domethënë rrymë elektrike. Natyra e përçueshmërisë elektrike të qumështit dhe lëngjeve të tjera, tokës, ushqimit të shijshëm, etj. është e ngjashme.
Ngrohja e drejtpërdrejtë e elektrodës kryhet vetëm në rrymë alternative, meqenëse rryma e vazhdueshme shkakton elektrolizë të materialit të nxehtë dhe përkeqësimin e tij.
U gjet ngrohje elektrike me rezistencë aplikim të gjerë në prodhim për shkak të thjeshtësisë, besueshmërisë, shkathtësisë dhe kostos së ulët të pajisjeve të ngrohjes.
Ngrohje me hark elektrik
Në një hark elektrik që ndodh midis dy elektrodave në një mjedis të gaztë, energjia elektrike shndërrohet në energji termike.
Për të nisur harkun, elektrodat e lidhura me burimin e energjisë preken për një moment dhe më pas tërhiqen ngadalë. Rezistenca e kontaktit në momentin e përhapjes së elektrodave nxehet fuqishëm nga rryma që kalon nëpër të. Elektronet e lira, duke lëvizur vazhdimisht në metal, përshpejtojnë lëvizjen e tyre me rritjen e temperaturës në pikën e kontaktit të elektrodave.
Me rritjen e temperaturës, shpejtësia e elektroneve të lira rritet aq shumë sa ato shkëputen nga metali i elektrodave dhe fluturojnë në ajër. Ndërsa lëvizin, ato përplasen me molekulat e ajrit dhe i ndajnë ato në jone të ngarkuar pozitivisht dhe negativisht. Hapësira ajrore midis elektrodave është e jonizuar, e cila bëhet elektrikisht përçuese.
Nën ndikimin e tensionit të burimit, jonet pozitive nxitojnë në polin negativ (katodë), dhe jonet negative në polin pozitiv (anodë), duke formuar kështu një shkarkesë afatgjatë - një hark elektrik, i shoqëruar nga lëshimi i nxehtësisë. Temperatura e harkut nuk është e njëjtë në pjesët e ndryshme të tij dhe për elektrodat metalike është: në katodë - rreth 2400 °C, në anodë - rreth 2600 °C, në qendër të harkut - rreth 6000 - 7000 °C .
Ka ngrohje direkte dhe indirekte me hark elektrik. Bazat aplikim praktik gjen ngrohje direkte me hark elektrik në instalimet e saldimit me hark elektrik. Në instalime ngrohje indirekte harku përdoret si burim i fuqishëm rrezet infra të kuqe.
Nëse një copë metali vendoset në një fushë magnetike alternative, atëherë në të do të induktohet një ndryshore e. d.s, nën ndikimin e së cilës do të lindin rryma vorbull në metal. Kalimi i këtyre rrymave në metal do të bëjë që ai të nxehet. Kjo metodë e ngrohjes së metalit quhet induksion. Dizajni i disa ngrohësve me induksion bazohet në përdorimin e efektit sipërfaqësor dhe efektit të afërsisë.
Për ngrohjen me induksion përdoren rryma industriale (50 Hz) dhe frekuencë të lartë (8-10 kHz, 70-500 kHz). Ngrohja me induksion i trupave metalikë (pjesë, pjesë pune) është më e përhapur në inxhinierinë mekanike dhe riparimin e pajisjeve, si dhe për forcim pjesë metalike. Metoda e induksionit mund të përdoret gjithashtu për të ngrohur ujin, tokën, betonin dhe pasterizimin e qumështit.
Ngrohje dielektrike
Thelbi fizik i ngrohjes dielektrike është si më poshtë. Në lëndët e ngurta dhe lëngjet me përçueshmëri të dobët elektrike (dielektrike) të vendosura në një fushë elektrike që ndryshon me shpejtësi, energjia elektrike shndërrohet në energji termike.
Çdo dielektrik përmban ngarkesa elektrike të lidhura me forca ndërmolekulare. Këto ngarkesa quhen të lidhura në ndryshim nga ngarkesat e lira në materialet përçuese. Nën ndikimin e një fushe elektrike, ngarkesat e lidhura orientohen ose zhvendosen në drejtim të fushës. Zhvendosja e ngarkesave të lidhura nën ndikimin e një fushe elektrike të jashtme quhet polarizim.
Në variabël fushë elektrike Ekziston një lëvizje e vazhdueshme e ngarkesave, dhe rrjedhimisht, e molekulave të lidhura me to nga forcat ndërmolekulare. Energjia e shpenzuar nga burimi për të polarizuar molekulat e materialeve jopërçuese çlirohet në formën e nxehtësisë. Disa materiale jopërçuese përmbajnë një sasi të vogël ngarkesash të lira, të cilat, nën ndikimin e një fushe elektrike, krijojnë një rrymë përcjellëse të parëndësishme që kontribuon në çlirimin. nxehtësi shtesë në material.
Gjatë ngrohjes dielektrike, materiali që do të nxehet vendoset midis elektrodave metalike - pllakave kondensator, të cilave furnizohet një tension me frekuencë të lartë (0,5 - 20 MHz dhe më i lartë) nga një gjenerator special me frekuencë të lartë. Instalimi për ngrohje dielektrike përbëhet nga një gjenerator llambë me frekuencë të lartë, një transformator fuqie dhe një pajisje tharjeje me elektroda.
Ngrohja dielektrike me frekuencë të lartë është një metodë ngrohjeje premtuese dhe përdoret kryesisht për tharjen dhe trajtimin termik të drurit, letrës, ushqimit dhe ushqimit (tharja e drithërave, perimeve dhe frutave), pasterizimi dhe sterilizimi i qumështit, etj.
Ngrohje me rreze elektronike (elektronike).
Kur një rrjedhë elektronesh (rreze elektrone), e përshpejtuar në një fushë elektrike, takohet me një trup të nxehtë, energjia elektrike shndërrohet në energji termike. Një tipar i ngrohjes elektronike është dendësi të lartë përqendrimi i energjisë në shumën 5x10 8 kW/cm2, që është disa mijëra herë më i lartë se me ngrohjen me hark elektrik. Ngrohja elektronike përdoret në industri për saldimin e pjesëve shumë të vogla dhe për shkrirjen e metaleve ultra të pastra.
Përveç metodave të konsideruara të ngrohjes elektrike, përdoret gjithashtu në prodhim dhe në jetën e përditshme. ngrohje infra të kuqe(rrezatim).
Ngrohja e metaleve dhe lidhjeve kryhet ose për të zvogëluar rezistencën e tyre ndaj deformimit plastik (d.m.th. para falsifikimit ose rrotullimit), ose për të ndryshuar strukturën kristalore nën ndikimin e temperaturave të larta (trajtimi termik). Në secilin prej këtyre rasteve, kushtet e procesit të ngrohjes kanë një ndikim të rëndësishëm në cilësinë e produktit përfundimtar.
Detyrat që do të zgjidhen paracaktojnë karakteristikat kryesore të procesit të ngrohjes: temperaturën, uniformitetin dhe kohëzgjatjen.
Temperatura e ngrohjes zakonisht quhet temperatura përfundimtare e sipërfaqes metalike në të cilën mund të lirohet nga furra në përputhje me kërkesat e teknologjisë. Temperatura e ngrohjes varet nga përbërja kimike (grada) e aliazhit dhe qëllimi i ngrohjes.
Kur nxehet para trajtimit me presion, temperatura në të cilën pjesët e punës lëshohen nga furra duhet të jetë mjaft e lartë, pasi kjo ndihmon në uljen e rezistencës ndaj deformimit plastik dhe çon në një ulje të konsumit të energjisë për përpunim, një rritje të produktivitetit të rrotullimit. dhe pajisjet e falsifikimit, dhe një rritje në jetëgjatësinë e saj të shërbimit.
Megjithatë, ka një kufi të sipërm për temperaturën e ngrohjes, pasi ajo kufizohet nga rritja e kokrrave, dukuritë e mbinxehjes dhe djegies, si dhe përshpejtimi i oksidimit të metaleve. Gjatë ngrohjes së shumicës së lidhjeve, me arritjen e një pike që shtrihet 30-100°C nën vijën solidus në diagramin e tyre fazor, për shkak të ndarjes dhe përfshirjeve jometalike, një fazë e lëngshme shfaqet në kufijtë e kokrrizave; kjo çon në një dobësim të lidhjes mekanike midis kokrrave dhe oksidim intensiv në kufijtë e tyre; metali i tillë humbet forcën dhe shkatërrohet gjatë trajtimit me presion. Ky fenomen, i quajtur mbidjegia, kufizon temperaturën maksimale të ngrohjes. Metali i djegur nuk mund të korrigjohet me ndonjë trajtim termik të mëvonshëm dhe është i përshtatshëm vetëm për shkrirje.
Mbinxehja e metalit çon në rritje të tepërt të kokrrës, duke rezultuar në përkeqësim vetitë mekanike. Prandaj, rrotullimi duhet të kryhet në një temperaturë më të ulët se temperatura e mbinxehjes. Metali i mbinxehur mund të korrigjohet me pjekje ose normalizim.
Kufiri më i ulët i temperaturës së ngrohjes vendoset në bazë të temperaturës së lejuar në fund të trajtimit me presion, duke marrë parasysh të gjitha humbjet e nxehtësisë nga pjesa e punës në mjedisi dhe çlirimi i nxehtësisë brenda tij për shkak të deformimit plastik. Prandaj, për çdo aliazh dhe për çdo lloj formimi ekziston një interval i caktuar i temperaturës mbi dhe nën të cilin pjesa e punës nuk duhet të nxehet. Ky informacion jepet në librat përkatës të referencës.
Çështja e temperaturës së ngrohjes është veçanërisht e rëndësishme për lidhjet e tilla komplekse, siç janë çeliqet me aliazh të lartë, të cilët gjatë trajtimit me presion shfaqin rezistencë të madhe ndaj deformimeve plastike, dhe në të njëjtën kohë, janë të prirur për mbinxehje dhe djegie. Këta faktorë përcaktojnë një gamë më të ngushtë të temperaturave të ngrohjes për çeliqet me aliazh të lartë në krahasim me çeliqet me karbon.
Në tabelë 21-1 jep të dhëna për disa çeliqe në maksimum temperatura e lejuar ngrohjen e tyre përpara trajtimit me presion dhe temperaturën e djegies.
Gjatë trajtimit të nxehtësisë, temperatura e ngrohjes varet vetëm nga kërkesat teknologjike, d.m.th., nga lloji i trajtimit të nxehtësisë dhe mënyra e tij, e përcaktuar nga struktura dhe struktura e aliazhit.
Uniformiteti i ngrohjes përcaktohet nga madhësia e diferencës së temperaturës midis sipërfaqes dhe qendrës (pasi ky është zakonisht ndryshimi më i madh) i pjesës së punës kur lirohet nga furra:
∆T con = T con pov - T con c. Ky tregues është gjithashtu shumë i rëndësishëm, pasi një ndryshim shumë i madh i temperaturës në të gjithë seksionin kryq të pjesës së punës kur nxehet para trajtimit me presion mund të shkaktojë deformim të pabarabartë, dhe kur nxehet për trajtim termik, të çojë në paplotësimin e transformimeve të kërkuara në të gjithë trashësinë e metali, d.m.th., në të dyja rastet - defekte në produktet përfundimtare. Në të njëjtën kohë, procesi i barazimit të temperaturës mbi seksionin kryq të metalit kërkon ekspozim afatgjatë në temperaturë të lartë sipërfaqeve.
Sidoqoftë, nuk kërkohet ngrohja e plotë uniforme e metalit përpara trajtimit me presion, pasi në procesin e transportit të tij nga furra në mulli ose shtypjes dhe rrotullimit (falsifikim), barazimi i temperaturës ndodh në mënyrë të pashmangshme në të gjithë seksionin kryq të shufrave dhe biletave për shkak të deri te çlirimi i nxehtësisë në mjedis nga sipërfaqja e tyre dhe përçueshmëria termike në metal. Bazuar në këtë, diferenca e lejueshme e temperaturës në seksion kryq zakonisht merret sipas të dhënave praktike gjatë ngrohjes përpara trajtimit me presion brenda kufijve të mëposhtëm: për çeliqet me aliazh të lartë ∆ T kon= 100δ; për të gjitha klasat e tjera të çelikut ∆ T kon= 200δ në δ<0,1 м и ∆T kon= 300δ në δ > 0,2 m Këtu δ është trashësia e nxehtë e metalit.
Në të gjitha rastet, diferenca e temperaturës në trashësinë e pjesës së punës në fund të ngrohjes së saj përpara rrotullimit ose falsifikimit nuk duhet të kalojë 50 °C dhe kur ngrohet për trajtim termik, 20 °C, pavarësisht nga trashësia e produktit. Gjatë ngrohjes së shufrave të mëdha, lejohet lirimi i tyre nga furra në ∆ T kon <100 °С.
Një detyrë tjetër e rëndësishme e teknologjisë së ngrohjes së metaleve është të sigurojë shpërndarje uniforme të temperaturës në të gjithë sipërfaqen e pjesëve të punës ose produkteve deri në kohën kur ato shkarkohen nga furra. Domosdoshmëria praktike e kësaj kërkese është e dukshme, pasi me ngrohje të konsiderueshme të pabarabartë mbi sipërfaqen e metalit (edhe kur arrihet ndryshimi i kërkuar i temperaturës përgjatë trashësisë), defekte të tilla si profili i pabarabartë i produktit të përfunduar të mbështjellë ose vetitë e ndryshme mekanike të produkti që i nënshtrohet trajtimit termik janë të pashmangshëm.
Sigurimi i uniformitetit të temperaturës mbi sipërfaqen e metalit të ndezur arrihet përmes zgjedhjes së saktë të një furre për ngrohjen e një lloji të caktuar të pjesës ose produktit dhe vendosjes së duhur të pajisjeve që gjenerojnë nxehtësi në të, duke krijuar fushën e nevojshme të temperaturës në hapësirën e punës së furra, pozicioni relativ i pjesëve të punës, etj.
Kohëzgjatja e ngrohjes në temperaturën përfundimtare është gjithashtu treguesi më i rëndësishëm, pasi produktiviteti i furrës dhe dimensionet e saj varen prej tij. Në të njëjtën kohë, kohëzgjatja e ngrohjes në një temperaturë të caktuar përcakton shkallën e ngrohjes, d.m.th., ndryshimin e temperaturës në një pikë të trupit të nxehtë për njësi të kohës. Në mënyrë tipike, shkalla e ngrohjes ndryshon ndërsa procesi përparon, dhe për këtë arsye bëhet një dallim midis shkallës së ngrohjes në një moment të caktuar kohor dhe shkallës mesatare të ngrohjes gjatë intervalit kohor në shqyrtim.
Sa më shpejt të kryhet ngrohja (d.m.th., sa më e lartë të jetë shkalla e ngrohjes), aq më i lartë është produktiviteti i furrës, duke qenë të gjitha gjërat e tjera të barabarta. Megjithatë, në një numër rastesh, shkalla e ngrohjes nuk mund të zgjidhet aq e lartë sa të dëshirohet, edhe nëse kushtet e transferimit të jashtëm të nxehtësisë e lejojnë atë. Kjo është për shkak të disa kufizimeve të vendosura nga kushtet e proceseve që shoqërojnë ngrohjen e metalit në furra dhe që diskutohen më poshtë.
Proceset që ndodhin kur metali nxehet. Kur metali nxehet, entalpia e tij ndryshon dhe meqenëse në shumicën e rasteve nxehtësia furnizohet në sipërfaqen e shufrave dhe pjesëve të punës, temperatura e tyre e jashtme është më e lartë se temperatura e shtresave të brendshme. Si rezultat i zgjerimit termik të pjesëve të ndryshme të një trupi të ngurtë me sasi të ndryshme, lindin sforcimet, të quajtura termike.
Një grup tjetër fenomenesh shoqërohet me procese kimike në sipërfaqen e metalit kur nxehet. Sipërfaqja metalike, e cila është në një temperaturë të lartë, ndërvepron me mjedisin (d.m.th., produktet e djegies ose ajrin), si rezultat i së cilës mbi të formohet një shtresë oksidesh. Nëse ndonjë element i aliazhit ndërvepron me mjedisin që rrethon metalin për të formuar një fazë gazi, atëherë sipërfaqja është e varfëruar nga këta elementë. Për shembull, oksidimi i karbonit në çelik kur nxehet në furra shkakton dekarbonizimin e sipërfaqes.
Stresi termik
Siç u përmend më lart, në seksionin kryq të shufrave dhe biletave, kur ato nxehen, ndodh një shpërndarje e pabarabartë e temperaturës dhe, për rrjedhojë, pjesë të ndryshme të trupit priren të ndryshojnë madhësinë e tyre në shkallë të ndryshme. Meqenëse në një të ngurtë ka lidhje midis të gjitha pjesëve të tij individuale, ato nuk mund të deformohen në mënyrë të pavarur në përputhje me temperaturat në të cilat nxehen. Si rezultat, streset termike lindin për shkak të ndryshimeve të temperaturës. Shtresat e jashtme, më të nxehta kanë tendencë të zgjerohen dhe për këtë arsye janë në një gjendje të ngjeshur. Shtresat e brendshme, më të ftohta i nënshtrohen forcave tërheqëse. Nëse këto sforcime nuk e kalojnë kufirin elastik të metalit të ndezur, atëherë ndërsa temperatura barazohet në të gjithë seksionin kryq, streset termike zhduken.
Të gjitha metalet dhe lidhjet kanë veti elastike deri në një temperaturë të caktuar (për shembull, shumica e klasave të çelikut deri në 450-500 ° C). Mbi këtë temperaturë të caktuar, metalet kalojnë në gjendje plastike dhe sforcimet termike që lindin në to shkaktojnë deformim plastik dhe zhduken. Rrjedhimisht, streset e temperaturës duhet të merren parasysh gjatë ngrohjes dhe ftohjes së çelikut vetëm në intervalin e temperaturës nga temperatura e dhomës deri në pikën e kalimit të një metali ose aliazhi të caktuar nga një gjendje elastike në atë plastike. Sforcime të tilla quhen të zhdukura ose të përkohshme.
Përveç atyre të përkohshme, ka strese të mbetura të temperaturës që rrisin rrezikun e shkatërrimit kur nxehen. Këto strese ndodhin kur shufra ose pjesa e punës i është nënshtruar më parë ngrohjes dhe ftohjes. Gjatë ftohjes, shtresat e jashtme të metalit (më të ftohta) arrijnë temperaturën e kalimit nga plastika në gjendjen elastike më herët. Ndërsa ndodh ftohja e mëtejshme, shtresat e brendshme janë të ekspozuara ndaj forcave tërheqëse, të cilat nuk zhduken për shkak të duktilitetit të ulët të metalit të ftohtë. Nëse kjo shufër ose biletë nxehet përsëri, atëherë sforcimet e përkohshme që dalin në to do të mbivendosen me të njëjtën shenjë mbi ato të mbetura, gjë që do të përkeqësojë rrezikun e çarjeve dhe këputjeve.
Përveç sforcimeve të përkohshme dhe të mbetura të temperaturës, streset e shkaktuara nga ndryshimet strukturore në vëllim lindin gjithashtu gjatë ngrohjes dhe ftohjes së lidhjeve. Por duke qenë se këto dukuri zakonisht ndodhin në temperatura që tejkalojnë kufirin e kalimit nga një gjendje elastike në atë plastike, sforcimet strukturore shpërndahen për shkak të gjendjes plastike të metalit.
Marrëdhënia midis sforcimeve dhe sforcimeve përcaktohet nga ligji i Hukut
σ= ( T av -T)
ku β është koeficienti linear i zgjerimit; T mesatar- temperatura mesatare e trupit; T- temperatura në një pjesë të caktuar të trupit; E- moduli i elasticitetit (për shumë lloje çeliku vlera E zvogëlohet nga (18÷22) . 10 4 MPa në (14÷17) . 10 4 MPa me rritje të temperaturës nga temperatura e dhomës në 500 °C; σ -- tension; v - raporti i Poisson-it (për çelikun v ≈ 0,3).
Me interes të madh praktik është gjetja e diferencës maksimale të lejueshme të temperaturës në seksionin kryq të trupit ∆T add = T sipërfaqe - T çmim. Më të rrezikshmet në këtë rast janë sforcimet në tërheqje, kështu që ato duhet të merren parasysh gjatë llogaritjes së diferencës së lejueshme të temperaturës. Vlera e rezistencës në tërheqje të aliazhit σv duhet të merret si karakteristikë e forcës.
Më pas, duke përdorur zgjidhje për problemet e përcjelljes së nxehtësisë (shih Kapitullin 16) dhe duke imponuar shprehjen (21-1) mbi to, për rastin e një modaliteti të rregullt të llojit të dytë, mund të arrihet në veçanti:
për pjatë pa fund të ngrohur në mënyrë uniforme dhe simetrike
∆T shtesë = 1,5 (1 - v) σ në /();
për një cilindër pa fund të ngrohur në mënyrë uniforme dhe simetrike
∆T shtesë = 2 (1 - v) σ në /().
Diferenca e lejuar e temperaturës, e gjetur duke përdorur formulat (21-2) dhe (21-3), nuk varet nga madhësia e trupit dhe karakteristikat e tij termofizike. Dimensionet e trupit kanë një efekt indirekt në vlerën e Δ T shtesë, pasi sforcimet e mbetura në trupat më të mëdhenj janë më të mëdha.
Oksidimi dhe dekarbonizimi i sipërfaqes kur nxehet. Oksidimi i shufrave dhe biletave kur nxehen në furra është një fenomen jashtëzakonisht i padëshirueshëm, pasi rezulton në humbje të pakthyeshme të metalit. Kjo çon në dëme shumë të mëdha ekonomike, të cilat bëhen veçanërisht të dukshme nëse krahasojmë koston e humbjeve të metaleve gjatë oksidimit me kostot e tjera të përpunimit. Kështu, për shembull, kur ngrohni shufrat e çelikut në puset e ngrohjes, kostoja e metalit të humbur me shkallë është zakonisht më e lartë se kostoja e karburantit të shpenzuar për ngrohjen e këtij metali dhe kostoja e energjisë elektrike të shpenzuar për rrotullimin e tij. Kur ngrohni biletat në furrat e dyqaneve me rrotullim të gjatë, humbjet nga shkalla janë disi më të ulëta, por ato janë ende mjaft të mëdha dhe janë të krahasueshme në kosto me kostot e karburantit. Meqenëse gjatë rrugës nga shufra në produktin e përfunduar, metali zakonisht nxehet disa herë në furra të ndryshme, humbjet për shkak të oksidimit janë mjaft të rëndësishme. Për më tepër, ngurtësia më e lartë e oksideve në krahasim me metalin çon në rritjen e konsumit të veglave dhe rrit përqindjen e defekteve gjatë falsifikimit dhe rrotullimit.
Përçueshmëria më e ulët termike e shtresës së oksidit të formuar në sipërfaqen e metalit rrit kohën e ngrohjes në furra, gjë që sjell një ulje të produktivitetit të tyre, duke qenë të gjitha gjërat e tjera të barabarta, dhe oksidet e shkërmoqur formojnë grumbullime skorjesh në dyshemenë e furrës, duke bërë që funksionimi i vështirë dhe duke shkaktuar rritje të konsumit të materialeve zjarrduruese.
Shfaqja e shkallës gjithashtu e bën të pamundur matjen e saktë të temperaturës së sipërfaqes së metalit, e cila vendoset nga teknologët, gjë që ndërlikon kontrollin e regjimit termik të furrës.
Ndërveprimi i sipërpërmendur me mjedisin e gaztë në furrën e çdo elementi të aliazhit është me rëndësi praktike për çelikun. Një rënie në përmbajtjen e karbonit në të shkakton një ulje të fortësisë dhe forcës në tërheqje. Për të marrë vetitë mekanike të specifikuara të produktit, është e nevojshme të hiqni shtresën e dekarbonizuar (duke arritur 2 mm), gjë që rrit kompleksitetin e përpunimit në tërësi. Dekarbonizimi i atyre produkteve që më pas i nënshtrohen trajtimit të nxehtësisë sipërfaqësore është veçanërisht i papranueshëm.
Proceset e oksidimit të aliazhit në tërësi dhe papastërtitë e tij individuale kur nxehen në furra duhet të merren parasysh së bashku, pasi ato janë të lidhura ngushtë me njëra-tjetrën. Për shembull, sipas të dhënave eksperimentale, kur çeliku nxehet në një temperaturë prej 1100°C dhe më të lartë në një atmosferë furre konvencionale, oksidimi ndodh më shpejt se dekarburizimi i sipërfaqes dhe shkalla që rezulton luan rolin e një shtrese mbrojtëse që parandalon dekarburizimin. Në temperatura më të ulëta, oksidimi i shumë çeliqeve (madje edhe në një mjedis fort oksidues) është më i ngadalshëm se dekarburizimi. Prandaj, çeliku i ngrohur në një temperaturë prej 700-1000 °C mund të ketë një sipërfaqe të dekarbonizuar. Kjo është veçanërisht e rrezikshme pasi diapazoni i temperaturës prej 700-1000 °C është tipik për trajtimin termik.
Oksidimi i metaleve. Oksidimi i lidhjeve është procesi i bashkëveprimit të gazeve oksiduese me bazën e tyre dhe elementët aliazh. Ky proces përcaktohet jo vetëm nga shpejtësia e reaksioneve kimike, por edhe nga modelet e formimit të filmit oksid, i cili, ndërsa rritet, izolon sipërfaqen metalike nga efektet e gazeve oksiduese. Prandaj, shkalla e rritjes së shtresës së oksidit varet jo vetëm nga rrjedha e procesit kimik të oksidimit të çelikut, por edhe nga kushtet e lëvizjes së joneve metalike (nga shtresat metalike dhe të brendshme të oksideve në ato të jashtme) dhe atomet e oksigjenit. (nga sipërfaqja në shtresat e brendshme), pra në kushtet e rrjedhës së procesit fizik të difuzionit dykahësh.
Mekanizmi i difuzionit të formimit të oksideve të hekurit, i studiuar në detaje nga V.I. Arkharov, përcakton strukturën me tre shtresa të shtresës së shkallës së formuar kur çeliku nxehet në një mjedis oksidues. Shtresa e brendshme (në afërsi të metalit) ka përmbajtjen më të lartë të hekurit dhe përbëhet kryesisht nga FeO (wustite): Fe B V 2 0 2 C| FeCX Pika e shkrirjes së wustitit është 1317 °C. Shtresa e mesme - magnetiti Fe 3 0 4, me një pikë shkrirjeje 1565 ° C, formohet gjatë oksidimit të mëvonshëm të wustitit: 3FeO Ts 1 / 2 0 2 ift Fe s 0 4. Kjo shtresë përmban më pak hekur dhe është e pasuruar me oksigjen në krahasim me shtresën e brendshme, megjithëse jo në të njëjtën masë si hematiti më i pasur me oksigjen Fe 2 0 8 (pika e shkrirjes 1538 ° C): 2Fe 3 0 4 -f V 2 0 2 - C 3Fe 2 O s. Përbërja e secilës shtresë nuk është konstante në seksion kryq, por gradualisht ndryshon për shkak të papastërtive të më shumë (më afër sipërfaqes) ose më pak (më afër metalit) okside të pasura me oksigjen.
Gazi oksidues kur nxehet në furra nuk është vetëm oksigjen i lirë, por edhe oksigjen i lidhur, i cili është pjesë e produkteve të djegies së plotë të karburantit: CO 2 H 2 0 dhe S0 2. Këta gazra, si O 2, quhen oksidativë në ndryshim nga gazrat reduktues: CO, H 2 dhe CH 4, të cilat formohen si rezultat i djegies jo të plotë të karburantit. Atmosfera në shumicën e furrave të karburantit është një përzierje e N 2, C0 2, H 2 0 dhe S0 2 me një sasi të vogël të oksigjenit të lirë. Prania e një sasie të madhe të gazeve reduktuese në furrë tregon djegie jo të plotë dhe përdorim të papranueshëm të karburantit. Prandaj, atmosfera e furrave konvencionale të karburantit ka gjithmonë një karakter oksidues.
Aftësia oksiduese dhe reduktuese e të gjithë gazeve të listuara në lidhje me metalin varet nga përqendrimi i tyre në atmosferën e furrës dhe nga temperatura e sipërfaqes së metalit. Agjenti më i fortë oksidues është O2, i ndjekur nga H2O, dhe CO2 ka efektin më të dobët oksidues. Rritja e përqindjes së gazit neutral në atmosferën e furrës zvogëlon shkallën e oksidimit, e cila varet kryesisht nga përmbajtja e H 2 O dhe SO 2 në atmosferën e furrës. Prania e sasive edhe shumë të vogla të SO 2 në gazrat e furrës rrit ndjeshëm shkallën e oksidimit, pasi në sipërfaqen e aliazhit formohen komponime me shkrirje të ulët të oksideve dhe sulfideve. Për sa i përket H2S, ky përbërës mund të jetë i pranishëm në një atmosferë reduktuese dhe efekti i tij në metal (së bashku me SO 2) çon në një rritje të përmbajtjes së squfurit në shtresën sipërfaqësore. Në këtë rast, cilësia e metalit përkeqësohet shumë, dhe squfuri ka një efekt veçanërisht të dëmshëm në çeliqet e aliazhuar, pasi ata e thithin atë në një masë më të madhe se çeliqet e thjeshta të karbonit, dhe nikeli formon një eutektikë me shkrirje të ulët me squfur.
Trashësia e shtresës rezultuese të oksideve në sipërfaqen e metalit varet jo vetëm nga atmosfera në të cilën nxehet metali, por nga një sërë faktorësh të tjerë, të cilët përfshijnë kryesisht temperaturën dhe kohëzgjatjen e ngrohjes. Sa më e lartë të jetë temperatura e sipërfaqes së metalit, aq më e lartë është shkalla e oksidimit të saj. Megjithatë, është zbuluar se shkalla e rritjes së shtresës së oksidit rritet më shpejt pas arritjes së një temperature të caktuar. Kështu, oksidimi i çelikut në temperatura deri në 600 ° C ndodh me një ritëm relativisht të ulët, dhe në temperatura mbi 800-900 ° C, shkalla e rritjes së shtresës së oksidit rritet ndjeshëm. Nëse e marrim shkallën e oksidimit në 900°C si një, atëherë në 950°C do të jetë 1.25, në 1000°C - 2 dhe në 1300 - 7.
Kohëzgjatja e qëndrimit të metalit në furrë ka një ndikim shumë të fortë në sasinë e oksideve të formuara. Rritja e kohëzgjatjes së ngrohjes në një temperaturë të caktuar çon në rritjen e shtresës së oksidit, megjithëse shkalla e oksidimit zvogëlohet me kalimin e kohës për shkak të trashjes së filmit që rezulton dhe, rrjedhimisht, një rënie në densitetin e fluksit të difuzionit të joneve të hekurit dhe oksigjenit. atomet nëpër të. Është vërtetuar se nëse trashësia e shtresës së oksiduar është δ 1 në kohën e ngrohjes t 1 pastaj në kohën e ngrohjes t 2 deri në të njëjtën temperaturë, trashësia e shtresës së oksiduar do të jetë e barabartë me:
δ 2 = δ1/( t 1/t 2) 1/2 .
Kohëzgjatja e ngrohjes së metalit në një temperaturë të caktuar mund të reduktohet, në veçanti, si rezultat i rritjes së temperaturës në dhomën e punës të furrës, e cila çon në një transferim më intensiv të nxehtësisë së jashtme dhe, në këtë mënyrë, ndihmon në uljen e trashësisë së shtresa e oksiduar.
Është vërtetuar se faktorët që ndikojnë në intensitetin e difuzionit të oksigjenit në sipërfaqen e metalit të nxehtë nga atmosfera e furrës nuk kanë një efekt të rëndësishëm në rritjen e shtresës së oksidit. Kjo për faktin se proceset e difuzionit në vetë sipërfaqen e fortë zhvillohen ngadalë dhe ato janë vendimtare. Prandaj, shpejtësia e lëvizjes së gazit praktikisht nuk ka asnjë efekt në oksidimin e sipërfaqes. Sidoqoftë, modeli i lëvizjes së produkteve të djegies në tërësi mund të ketë një efekt të dukshëm, pasi mbinxehja lokale e metalit, e shkaktuar nga një fushë e pabarabartë e temperaturës së gazrave në furre (e cila mund të shkaktohet nga një kënd tepër i madh i pjerrësisë së djegësit, vendosja e gabuar e tyre përgjatë lartësisë dhe gjatësisë së furrës, etj.), çojnë në mënyrë të pashmangshme në oksidim intensiv lokal të metalit.
Kushtet për lëvizjen e pjesëve të punës të ngrohura brenda furrave dhe përbërja e aliazhit të nxehtë gjithashtu kanë një efekt të dukshëm në shkallën e oksidimit të tij. Kështu, kur lëvizni metalin në një furre, mund të ndodhë qërimi mekanik dhe ndarja e shtresës së oksidit që rezulton, gjë që kontribuon në oksidimin më të shpejtë të mëvonshëm të zonave të pambrojtura.
Prania e disa elementeve të lidhjes në aliazh (për shembull, për çelikun Cr, Ni, Al, Si, etj.) mund të sigurojë formimin e një filmi të hollë dhe të dendur, të ngjitur mirë të oksideve, i cili parandalon në mënyrë të besueshme oksidimin e mëvonshëm. Çelikë të tillë quhen rezistent ndaj nxehtësisë dhe kanë rezistencë të mirë ndaj oksidimit kur nxehen. Përveç kësaj, çeliku me një përmbajtje më të lartë të karbonit është më pak i ndjeshëm ndaj oksidimit sesa çeliku me karbon të ulët. Kjo shpjegohet me faktin se tek çeliku një pjesë e hekurit është në gjendje të lidhur me karbonin, në formën e karbitit të hekurit Fe 3 C. Karboni që përmban çeliku, kur oksidohet, kthehet në oksid karboni, duke u shpërndarë në sipërfaqe dhe duke parandaluar oksidimin e hekurit.
Dekarburizimi i shtresës sipërfaqësore të çelikut. Dekarburizimi i çelikut gjatë ngrohjes ndodh si rezultat i bashkëveprimit të gazeve me karbonin, i cili është ose në formë tretësire të ngurtë ose në formën e karbitit të hekurit Fe 8 C. Reaksionet e dekarburizimit si rezultat i bashkëveprimit të gazeve të ndryshme me karabit hekuri mund të veprojë si më poshtë:
Fe 3 C + H 2 O = 3 Fe + CO + H2; 2Fe 3 C + O 2 = 6Fe + 2CO;
Fe 3 C + CO 2 = 3Fe + 2CO; Fe 3 C + 2H 2 = 3 Fe + CH 4.
Reaksione të ngjashme ndodhin kur këto gaze ndërveprojnë me karbonin në tretësirën e ngurtë.
Shkalla e dekarbonizimit përcaktohet kryesisht nga procesi i difuzionit të dyanshëm, i cili ndodh nën ndikimin e ndryshimit të përqendrimeve të të dy mediave. Nga njëra anë, gazrat dekarburizues shpërndahen në shtresën sipërfaqësore të çelikut, dhe nga ana tjetër, produktet e gazta që rezultojnë lëvizin në drejtim të kundërt. Përveç kësaj, karboni nga shtresat e brendshme të metalit lëviz në shtresën e dekarbonizuar sipërfaqësore. Si konstantet e shpejtësisë së reaksioneve kimike ashtu edhe koeficientët e difuzionit rriten me rritjen e temperaturës. Prandaj, thellësia e shtresës së dekarbonizuar rritet me rritjen e temperaturës së ngrohjes. Dhe meqenëse dendësia e fluksit të difuzionit është proporcionale me ndryshimin në përqendrimet e përbërësve shpërndarës, thellësia e shtresës së dekarbonizuar është më e madhe në rastin e ngrohjes së çelikut me karbon të lartë sesa në rastin e ngrohjes së çelikut me karbon të ulët. Elementët aliazh që përmbahen në çeliku gjithashtu luajnë një rol në procesin e dekarburizimit. Kështu, kromi dhe mangani zvogëlojnë koeficientin e difuzionit të karbonit, ndërsa kobalti, alumini dhe tungsteni e rrisin atë, duke parandaluar ose nxitur përkatësisht dekarbonizimin e çelikut. Siliconi, nikeli dhe vanadiumi nuk kanë një efekt të rëndësishëm në dekarburizimin.
Gazrat që përbëjnë atmosferën e furrës dhe shkaktojnë dekarbonizimin përfshijnë H 2 0, CO 2, O 2 dhe H 2. H20 ka efektin më të fortë dekarbonizues tek çeliku, dhe H2 ka efektin më të dobët. Në këtë rast, aftësia dekarbonizuese e CO 2 rritet me rritjen e temperaturës dhe aftësia dekarbonizuese e H 2 të thatë zvogëlohet. Hidrogjeni në prani të avullit të ujit ka një efekt shumë të fortë dekarburizues në shtresën sipërfaqësore të çelikut.
Mbrojtja e çelikut nga oksidimi dhe dekarburizimi. Efektet e dëmshme të oksidimit dhe dekarbonizimit të metalit gjatë ngrohjes në cilësinë e tij kërkojnë marrjen e masave për parandalimin e këtyre fenomeneve. Mbrojtja më e plotë e sipërfaqes së shufrave, biletave dhe pjesëve arrihet në furrat, ku përjashtohet ekspozimi ndaj gazeve oksiduese dhe dekarbonizuese. Këto furra përfshijnë banjot me kripë dhe metal, si dhe furra ku ngrohja kryhet në një atmosferë të kontrolluar. Në furrat e këtij lloji, ose metali i ndezur është i izoluar nga gazrat, zakonisht i mbyllur me një muffle të veçantë të mbyllur, ose vetë flaka vendoset brenda të ashtuquajturave tuba rrezatues, nxehtësia nga të cilat transferohet në metalin e nxehtë pa kontaktin e tij. me gaze oksiduese dhe dekarbonizuese. Hapësira e punës e furrave të tilla është e mbushur me atmosfera të veçanta, përbërja e të cilave zgjidhet në varësi të teknologjisë së ngrohjes dhe shkallës së aliazhit. Atmosferat mbrojtëse përgatiten veçmas në instalime speciale.
Ekziston gjithashtu një metodë e njohur për krijimin e një atmosfere të dobët oksiduese direkt në hapësirën e punës të furrave, pa mbytur metalin ose flakën. Kjo arrihet për shkak të djegies jo të plotë të karburantit (me një koeficient të konsumit të ajrit prej 0,5-0,55). Përbërja e produkteve të djegies përfshin CO dhe H së bashku me produktet e djegies së plotë të CO 2 dhe H 2 O. Nëse raporti i CO / C02 dhe H 2 / H 2 O nuk është më i vogël se 1,3, atëherë ngrohja e metalit në një mjedis të tillë ndodh pothuajse pa oksidim të sipërfaqes së tij.
Zvogëlimi i oksidimit të sipërfaqes së metalit gjatë ngrohjes së saj në furrat e karburantit me flakë të hapur (të cilat përbëjnë pjesën më të madhe të flotës së furrave të impianteve metalurgjike dhe makinerive) mund të arrihet gjithashtu duke reduktuar kohëzgjatjen e qëndrimit të saj në një temperaturë të lartë të sipërfaqes. . Kjo arrihet duke zgjedhur mënyrën më racionale të ngrohjes për metalin në furre.
Llogaritjet e ngrohjes së metaleve në furra kryhen për të përcaktuar fushën e temperaturës së një shufër, billet ose produkti të përfunduar, bazuar në kushtet e diktuara nga qëllimi teknologjik i ngrohjes. Në këtë rast, merren parasysh kufizimet e vendosura nga proceset që ndodhin gjatë ngrohjes, si dhe ligjet e mënyrës së zgjedhur të ngrohjes. Shpesh merret parasysh problemi i përcaktimit të kohës së ngrohjes në një temperaturë të caktuar, me kusht që uniformiteti i kërkuar të sigurohet deri në fund të qëndrimit të saj në furrë (kjo e fundit në rastin e trupave masivë). Në këtë rast, zakonisht vendoset ligji i ndryshimeve në temperaturën e mediumit të ngrohjes, duke zgjedhur mënyrën e ngrohjes në varësi të shkallës së masivitetit termik të metalit. Për të identifikuar shkallën e masivitetit termik dhe për llogaritjen e mëvonshme të ngrohjes, çështja e trashësisë së nxehtë të shufrës ose pjesës së punës është shumë e rëndësishme.
