Влияние физико-химических характеристик компонентов закалочных сред на охлаждающую способность

• Автор: Божко, Галина Трофимовна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ГЛАВА I. Обзор современных закалочных сред к методов оценки их охлаждающей способности, цель и задачи работы.

1. Научные и технологические аспекты закалочного охлаждения

2. Вода и водные растворы

3. Закалочные масла

4. Закалка в соляных ваннах, газах, кипящем слое

5. Методы оценки закалочных сред

6. Основная цель и задачи работы

ГЛАВА 2. Методика исследования.

1. Материалы исследования

2. Методы исследования

ГЛАВА 3. Влияние молецулярной мзссы, хшшческого состава полимеров, вязкости и концентрации их водных растворов на охлаждающие свойства.
1. Влияние молкулярной массы полимеров, вязкости и концентрации их водных растворов на охлаждающие свойства.
2. Влияние вязкости водных полимерных охпаждающих сред на прокаливаемость сталей
3. Возможные способы влияния на вязкость полимерных растворов
4. Влияние химического состава полимерных охлаждающих растворов на их вязкость
о. Выводы
6





ГЛАВА. 4. Исследование охлаждающих сред методами дифференциальной термогравиметрии.
1. Влияние изменений энтальпии и массы компонентов закалочных сред на критические параметры кипения и скорость охлаждения
2. Применение метода ДТГА для исследования охлаждающих свойств эмульсий к масел 1
3. Применение метода ДТГА для исследования охлаждающих свойств воды и водных растворов
седей и щелочей 5
4. Методы управления процессом закалочного
охлаждения
5. Влияние добавок солей на охлаждающие свойства водных полимерных растворов 2
6. Выводы 8
ГЛАВА 5. Общие выводы 5
Литература


Как и при применении других водных закалочных сред ее нужно поддерживать в относительно узких пределах - не выше -°С [ ]. С одной стороны изменение температуры ванны дополнительно к концентрации является фактором управления процессом охлаждения, с другой стороны, значительное влияние температуры ванны нз охлаждающую способность раствора ограничивает область применения водных полимерных сред. Повышение температуры ванны до -°С ведет к уменьшению охлаждающей способности и при этом для ряда материалов возрастает опасность появления немартенситных структур (мягких пятен). Изделия сложной формы местами покрываются в широком интервале температур паровой рубашкой и закаливаются при высока температурах ванны менее равномерно. Отмечают, что дал полимерных растворов определяющими являются три фактора: концентрация раствора, его температура и скорость перемешивания [] . Хотя применение полимерных закзлочных сред началось относительно недавно, в этой области накоплен уже довольно значительный практический опыт. Так, в ГДР с года в качестве закалочной применяют полимерную среду "Аквапласт". Свыше -тп предприятий ГДР используют ее шесто воды и масла. Максимальная рабочая температура среды °С, а концентрация от 0,1 до I % [ - ]. По прогнозам [] в СІМ на ближайшие годы замена масел на водные растворы полимеров будет происходить следущим образом: - %, - %, г. Из числа полимеров, опробованных доя целей закалочного охлаждения, таких, как полиакрилаты, полизлкиленгликоли, полиокси-алкиленгликоли, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон [ - ] , полимерные моющие средства анионного типа [ - ], полиамидные и полиалкидные производные [] , поликэрбоновые кислоты и их соли, карбоксиметилцеллюдоза [ - ] , оксиэтилцеллшоза [ — ] и т. Из группы полимеров акриловой, метакриловой кислот и акрил-амида находят широкое применение за рубежом как сами полиакриловые и полиметзкриловые кислоты [ - ] , дслиакрилонитрил [], так и их соли натрия, калия, аммония, алкиламинов, алканолами-нов [ - , - ] . Изменением концентрации полимера от 0, до % молено обеспечить широкий спектр скоростей охлаждения с получением стали как мзртенситной, так и других структур [] . Применением этих сред можно поддерживать процесс охлаждения без выраженных периодов пленочного и пузырькового теплообмена [] . Из этой группы полимеров в СССР наиболее широкое применение находит полиакриламид [ - ]. Растворы полиалкиленгликолей [ - ] , представитель "Акваквенч - " [ - ] , представляют собой полимерные многоатомные спирты с различными молекулярными весами. Они довольно широко рекламируются за рубежом. Полимеры этого типа используются в широком интервале концентраций 0,1 - %, что позволяет легко изменять охлажда-ющую способность среды [, - 1] . Наиболее характерной особенностью этих сред является уменьшение их растворимости в воде по мере возрастания температуры раствора. В связи с этим, полимер как бы выпадает на поверхности металла в виде жидкой пленки. Результаты исследования охлаждающей способности водных растворов полиакриловой кислоты, полиалкиленгликояя, полиоксиалкиленгликоля [Ю2] показали, что наиболее высокой охлаждающей способностью обладают растворы окиси этилена концентрацией 8 - % . В СССР из этой группы полимеров можно отметить полиэтиленоксид [ЮЗ] . Основу четвертой крупной группы полимеров, используемых для целей закалочного охлаждения, составляют поливиниловый спирт [ 4 - 6] , его производные - поливинилацетат [7] , сополимер с насыщенными карбоновыми кислотами [8] , а также его композиции с полиоксиалкиленом [9] , триэтаноламином [ПО], поли-акрилатом натрия [III ] и др. Масла относятся к высококипядцим жидкостям. Разница в температурах кипения масел к воды составляет 0 - 0 -°С. Но сравнению с водой отличаются пониженными скоростями теплообмена во всех и особенно в третьей стадии охлаждения. Кипение масла сопровождается его разложением, поэтому на изделиях образуется не паровая, как при охлаждении в воде, а газо-наровая пленка. Режим пузырькового кипения, а также максимум скоростей охлаждения, наблвдается при более высоких температурах.