Режимы нагрева металлов

Чтобы правильно вести процесс ковки, любому куз­нецу необходимо знать температуру начала и конца ковки каждого металла, каждой марки стали, т. е. знать ре­жимы нагрева.

Под режимом нагрева понимают определенные пра­вила, порядок и способы нагрева металла, обеспечиваю­щие температуры и скорость, которые необходимы для получения заготовок, пригодных для ковки и получения из них качественных поковок.

Температура ковки для различных марок сталей не одинакова и зависит от их химического состава. Для углеродистых сталей нагрев их определяется наличием углерода, т. е. чем больше углерода встали, тем ниже тем­пература плавления и ковки.

Температура'нагрева металла для ковки имеет очень важное значение, так как может влиять на качество де­талей получаемых ковкой, поэтому за ней требуется по­стоянный контроль. Для этого в кузницах с нагреватель­ными печами используют термопары и различные виды пирометров, описание которых имеется в работах [9, 23]. При нагреве металла в горнах, как правило, кузнец должен уметь сам приближенно определять температуру нагрева металлов на глаз по следующим цветам каления, при дневном освещении в тени:

Температура.............. °С

Темно-коричневый (заметен в темноте).., 530... 580

Коричнево-красный........... 580... 650

Темно-красный............. 650... 730

Темно-вишнево-красный......... 730... 770

Вишневый............... 720... 830

Светло-вишневый............ 780... 830

Красный................ 830... 900

Светло-красный............. 900... 1050

Желтый................. 1050... 1150

Светло-желтый............ 1150... 1250

Белый................. 1250... 1300

При охлаждении металла цвет каления изменяется в об­ратной последовательности.

Температура нагрева сталей в начале ковки должна быть ниже их температуры плавления на 150...200°С. При более высокой температуре может наступить явление пережога (см. ниже). Во время ковки металл остывает и ковать его становится затруднительно, а затем и невоз­можно. Поэтому ковку металла следует заканчивать с температурой на 20... 30 °С выше допускаемой темпе­ратуры ковки. Температурные интервалы ковки некото­рых марок сталей приведены в табл. 5.1. Границы тем­ператур начала ковки — линия Гн и конца ковки —• линия Гк обозначены на рис. 8.2. Сведения о температурах ковки цветных металлов и их сплавов имеются в гл. 2 и работе [15].

Время нагрева сталей зависит от размеров заготовок и Химического состава их. С одной стороны, для уменьшения образования окалины и увеличения производительности желательно уменьшать время нагрева. С другой, — заго­товки больших размеров, а также из высокоуглеродистых и высоколегированных сталей следует нагревать посте­пенно и даже ступенчато, так как они имеют меньшую теп­лопроводность, в результате чего внутренние слои ме-

Таблица 5.1 Температурные интервалы ковки некоторых марок сталей

Углеродистые и легированные стали

Инструментальные стали

талла не успевают прогреваться — ив заготовках возни­кают внутренние температурные напряжения, которые могут привести к образованию трещин.

Ориентировочное время нагрева заготовок из углеро­дистых сталей с размерами в сечении до 100 мм можно принимать из табл. 5.2, если нагрев заготовок осуществ­ляется в горне, работающем на древесном угле. Чтобы гарантировать равномер­ный прогрев заготовок по всему сечению, их сле­дует еще выдержать на огне примерно до 25% от времени, указанного в табл. 5.2. Очевидно, что время нагрева заготовок при работе горна на ка­менном угле будет не­сколько больше, так как теплотворность его меньше, чем у.древес-

77-

наго угля. Это следует учитывать при нагреве заго­товок.

Особенность нагрева заготовок из высокоуглероди­стых, инструментальных и легированных сталей состоит в том, что время нагрева, указанное в табл. 5.2, рекомен­дуется увеличивать яа 30.„ 50%, а лучше их нагревать по режиму, состоящему из трех периодов: первый — мед­ленно до температуры 550... 600 °С, второй — быстро до температуры начала ковки (см. табл. 5.1), третий — выдержка при постоянной температуре для выравнивания температуры по всему сечению. При нагреве заготовок из таких сталей в горнах ступенчатость нагрева можно, в какой-то мере, достигать путем регулирования пламени воздушной струёй, подаваемой в очаг горна. Нормы на стуненчатые режимы нагрева заготовок в печах приведены в работал 19, 10, 231.