Неметаллических включений

Заготовительные цехи оснащены оборудованием для получения заготовок из стандартных профилей и листов (заготовки для механических цехов, заготовки ПП, заготовки для сборки каркасов блоков, рам, стоек и др.). Резку листовых и роспуск рулонов металлических и неметаллических материалов производят в

Многослойные маховики. Исследования по увеличению удельной энергии привели к созданию различных конструкций супермаховиков на основе металлических проволок и лент, а также композитных волокнистых неметаллических материалов. Известно, что стальная проволока или лента (вследствие своей внутренней структуры, образованной волочением или холодной прокаткой) допускает стр, в несколько раз превосходящие предельные напряжения массивных изделий из того же металла. Следовательно, в навитом из проклеенных слоев непрерывной ленты маховике ( 4.7, а) можно получить

Кржижановский Р. Е., Штерн 3. Ю. Теплофизические свойства неметаллических материалов: (Окислы).— Справочная книга.— Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1973.—336 с., ил.— В пер.: 1 р. 45 к.

Удельные прочность и жесткость неметаллических материалов

Среди неметаллических материалов, предназначенных для работающих на растяжение/сжатие деталей, максимальной удельной прочностью обладают стеклопластик СВАМ и пресс-материал АГ-4С; минимальной удельной прочностью—фторопласт-4, пенопласт ПС-1-350 (последний имеет малую плотность у = 0,35 г/см3);

Кржижановский Р. Е., Штерн 3. Ю. Теплофизические свойства неметаллических материалов: (Окислы). Справочная книга.— Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1973. — 336 с., ил. — В пер.: 1 р. 45 к.

Наиболее широко применяемые в практике циклы термической обработки металлов и неметаллических материалов показаны на 2.13. На 2.13, а показан простейший цикл, предусматривающий только достижение нагреваемым телом заданной конечной температуры при стационарном режиме кладки печи (Р110т = const). Такой режим характерен для нагрева без выдержки времени для выравнивания температуры тонкостенных изделий из черных металлов или материалов с высоким коэффициентом теплопроводности (алюминия и его сплавов, меди и сплавов на медной основе).

Печи сопротивления косвенного действия могут получать питание непосредственно от цеховой сети с напряжением 220, 380 и 660 В или от понижающих электропечных трансформаторов однофазного и трехфазного исполнений (серий ТПО и ТПТ) с широким диапазоном регулирования вторичного напряжения и от автотрансформаторов (серии АПТ). Эти серии разработаны с учетом требований (по значениям вторичного напряжения и диапазону регулирования) питания печей с нагревателями: из сплавов сопротивления, из чистых тугоплавких металлов и из неметаллических материалов [5, 28].

Кожух (корпус) печи предназначен для крепления индуктора и тигля. Для небольших печей (емкостью 0,1—0,5 т) применяют кожухи из неметаллических материалов— дерева ( 3.16), асбестоцементных плит, брусков текстолита и т. п., а также из немагнитной стали и цветного металла (бронзы, латуни). При применении металлических деталей каркас выполняют с разъемами по окружности во избежание .наведения замкнутых токов от электромагнитного поля индуктора. Места разъема соединяют через изолирующие прокладки с помощью болтов и шпилек со втулками и шайбами из изолирующего материала.

В широких пределах изменения температуры зависимость удельного сопротивления проводника от температуры практически прямолинейна, причем в случае металлических проводников кривая p = f(&) с повышением температуры возрастает, а в случае неметаллических материалов (например, угля) и электролитов — падает.

В широких пределах изменения температуры зависимость удельного сопротивления проводника от температуры практически прямолинейна, причем в случае металлических проводников кривая р = /(д) с повышением температуры возрастает, а в случае неметаллических материалов (например, угля) и электролитов — падает.

Обычно плавку постоянных магнитов типа ЮНД и ЮНДК ведут в печах с ВЧ-нагревом в тиглях вместимостью не более 60 кг. Даже незначительные отклонения в химическом составе сплава могут привести к браку. Хорошие результаты с точки зрения содержания в сплаве постоянных примесей углерода, азота, кислорода и неметаллических включений достигаются плавкой в вакуумных индукционных печах. Для отливок магнитов малого и среднего размеров главным образом используют оболочковые формы. Заготовки магнитов сложной формы с повышенной точностью размеров получают литьем по выплавляемым моделям.

Вакуумные печи с неподвижным кожухом и тиглем имеют донную раз-ливку металла. Они выполняются небольшой емкости и позволяют получать слитки без неметаллических включений, поскольку шлак и примеси находятся на поверхности металла. Кроме того, печь с донным сливом имеет минимальные размеры кожуха, а срок службы тигля в такой печи возрастает благодаря отсутствию механических нагрузок, связанных с наклоном. Отверстие в дне тигля запирается внутренним или наружным стопором либо с помощью расплавляющейся пробки.

Описанные свойства алюминия и его окиси вынуждают работать с низкой удельной мощностью в каналах. При этом уменьшается перегрев металла в каналах, а температура на поверхности поддерживается на минимальном уровне, не выше 750 °С, что ослабляет окисление, скорость которого растет с повышением температуры. Кроме того, при малой удельной мощности ослабляется циркуляция металла, что способствует сохранности окисной пленки и уменьшению количества неметаллических включений. В печах с вертикальными каналами удельная мощность в каналах не превышает (4—6)-10е Вт/м3; в печах с горизонтальными каналами, где струи горячего металла, выходящие из каналов, направлены не к поверхности, а параллельно ей у дна ванны, удельная мощность может быть повышена до (12—15)-106 Вт/м3 13].

зонтальной направленной кристаллизации, прилипает к стенкам контейнера, что нарушает монокристаллический рост и служит причиной генерации дислокаций. Монокристаллический рост нарушается также из-за скопления на фронте кристаллизации неметаллических включений оксидного характера.

Технологический процесс переплава. Развитие за последние 25—30 лет авиации, ракетной, космической и других областей техники потребовало новых, более прочных материалов, дающих возможность создания легких и долговечных конструкций. Основными материалами остались стали, но качество их существенно повысилось. Оказалось, что можно значительно улучшить прочностные свойства сталей, их вязкость, пластичность, сопротивляемость переменным нагрузкам и истиранию, если очистить их от мелких загрязнений, примесей, неметаллических включений и растворенных в них газов (азота, водорода, кислорода). При этом оказалось возможным существенно улучшить такие сорта стали, как шарикоподшипниковые, пружинные, жароупорные (лопатки турбин реактивных двигателей). Например, в результате очистки от примесей и растворенных газов шарикоподшипниковой стали удалось увеличить ресурс (срок службы) шарикоподшипников в полтора-два раза.

Вторичный переплав стали для ее дополнительной очистки может быть осуществлен не только в установках ЭШП, но и в вакуумных дуговых печах. Условия переплава стали в вакууме очень благоприятны, так как при этом имеет место мощное газовыделение из жидкого металла, а также испарение части неметаллических включений. Такой переплав можно проводить в вакуумных индукционных печах, однако их эксплуатация дорога, а главное — расплавленный металл в них соприкасается с футеровкой тигля и получает от нее неметаллические включения. Поэтому гораздо большее распространение получил переплав стали в вак}'умных дуговых печах (ВДП), в которых металл расплавляется, как и при ЭШП, в медном кристаллизаторе, что обеспечивает направленную кристаллизацию и плотную структуру слитка. Поэтому в ВДП, как и в установках ЭШП, переплавляют наиболее ответственные сорта стали и выплавляют слитки массой в десятки тонн. В самых ответственных случаях прибегают к двукратному переплаву, причем иногда комбинируют переплав в ВДП с переплавом в установках ЭШП: слиток, полученный в ВДП, служит электродом при электрошлаковом переплаве. При этом получается особо высокая степень очистки стали как от газов, так и от неметаллических включений; креме того, вторичный слиток не требует обдирки (после переплава в ВДП приходится производить Обдирку поверхности слитка на станке, ЧТОбЫ СНЯТЬ

для удаления неметаллических включений и измельчения структуры для повышения прочности при кристаллизации расплава припоя и активизации растворно-диффузионных процессов.

Основное назначение дуговой сталеплавильной печи прямого действия — выплавка стали из металлического лома (скрапа). Такой процесс весьма энергоемок; на 1 г выплавленной стали в зависимости от характера процесса расходуется от 500 до 1 000 кет • ч электроэнергии, поэтому при прочих равных условиях процесс дешевле проводить в мартеновской печи, где топливо сжигается непосредственно. В связи с этим лишь сравнительно небольшую часть всей получаемой из скрапа стали выплавляют в электрических печах. В них осуществляют лишь те процессы, которые трудно проводить в мартеновской печи или конверторе. В первую очередь — это получение высоколегированных сортов стали, требующих тщательного очищения металла от вредных примесей (особенно серы) и неметаллических включений, и обезгаживания его. Для таких сортов стали стоимость передела гораздо меньше стоимости легирующих и самой стали и решающими факторами становятся качество получаемого металла и степень угара ценных добавок. Существенные преимущества (большие ма-неврениость и скорость плавки, снижение капитальных затрат) имеет дуговая печь как агрегат для получения стального лятья.

При плавке в вакууме существенно облегчаются процессы дегазации переплавляемых металлов, очистки их от неметаллических включений и т. д. Таким образом, вакуум используется здесь и как защитная среда, и как технологический фактор. По указанным причинам плавка высокореакционных и тугоплавких металлов в инертных газах применяется только в тех случаях, когда в состав выплавляемых сплавов входят такие металлы, как марганец, имеющие при температуре плавления высокую упругость паров. Последнее приводит к необходимости иметь в печи остаточное давление порядка 10 мм рт. ст., что, в частности, существенно сказывается на характеристиках дуги.

Выявление возможностей вакуумной дуговой печи как металлургического агрегата привело к расширению области ее применения. В таких печах начали переплавлять наиболее ответственные стали и некоторые сплавы, например нихром. Для низколегированных сталей, таких, как шарикоподшипниковая (1,0% С и 1,5%Сг) при этом достигаются высокая степень дегазации металла и значительно меньшее содержание неметаллических включений, что в данном случае весьма важно, так как это позволяет значительно увеличить срок службы изделий.

Металл, выплавленный электро-шлаковым способом, отличается малым содержанием газов и неметаллических включений, повышенной плотностью и высокими механическими свойствами. Однако при этом способе газы удаляются из метал-