Перейти к содержанию
Индеeц

Какой защитный газ применять?

Рекомендуемые сообщения

Есть печь СНЗ... т.е. с защитной атмосферой. Сделана она в городе "Шатёр-в-Степи", с соответствующей герметичностью. Она расчитана на работу с горючими газами в качестве защитных, т.е. на устье огневая завеса и какие-то остатки газовой арматуры сохранились. Пока работаем в ней в окислительной среде, но нужна безокислительная закалка.

Какой лучше газ применить? Чтоб не дорого и не бахнуло?

Мож, углекислый?

Или пропан - наше "всё"? 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

углекислый газ обезуглероживает сталь даже лучше, чем кислород. Безокислительная - в эндогазе (но он ядовит, т.к. в нем полно угарного газа), плюс взрывоопасен, как и пропан. Азот разве что попробовать, но при

2 часа назад, Индеeц сказал:

с соответствующей герметичностью

его не напасешься... 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
22 минуты назад, Weilant сказал:

в эндогазе

Ну, понятно, что она расчитана на эндогаз, но мне его взять негде. Герметичность улучшим, позатыкаем, позамазываем всё что можно.

Получается, что остаётся альтернатива - пропан и азот? Аргон, кстати, стоит примерно как азот.

Для применения горючего газа нужно могучую вытяжку городить.

27 минут назад, Weilant сказал:

углекислый газ обезуглероживает сталь даже лучше, чем кислород

Не знал.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

 Если не использовать на массовом производстве, то лучше всего подойдет аргон. Если, на массовом производстве, то нужно работать, как положено - эндогаз+эндоустановка.

 Так же можно использовать разложенный аммиак. 

 

Изменено пользователем SDF

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 20.03.2020 в 12:51, Weilant сказал:

углекислый газ обезуглероживает сталь даже лучше, чем кислород

Как же тогда варят сварщики, в среде углекислого газа? Сварочные швы, совсем не окислены. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
43 минуты назад, SDF сказал:

Как же тогда варят сварщики, в среде углекислого газа? Сварочные швы, совсем не окислены. 

Окислять и обезуглероживать - не одно и тоже (железо углекислый газ не окисляет), да и на глубокое обезуглероживание времени сварки никак не хватает.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 минуту назад, Авас Петяев сказал:

Окислять и обезуглероживать - не одно и тоже

  Ну, почему же не одно и то же? Как раз, одно и то же. Обезуглераживание, это есть окисление углерода (соединение одного или двух атомов кислорода с одним атомом углерода) в пограничной области металла и окислительной среды. Рядышком с этим процессом происходит и окисление железа (такое же соединение кислорода, но уже с железом). Имеем два паралеоьных окисления - углерода и железа. Окисление железа (образование окалины), не всегда критично, а окисление углерода, почти всегда не примлемо. Так вот, у пеня вопрос, не о сварке, а о термообрабке - каким образом углекислый газ (законченная молекула СО2) будет окислять еще раз углерод, в пограничном слое (делать обезуглераживание)?  А, так же, паралельно, будет реагировать с железом, образуя окалину? Она, что распадается на кислород и углерод? Конечно, нет. Так, почему, углекислый газ, не годится в качестве защитной атмосферы, для закалки?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Авас Петяев сказал:

Обезуглероживание углекислым газом - это результат реакции: C + CO2 = 2CO, которая имеет отрицательную энегргию Гиббса, а потому термодинамически возможна

 То есть, в результате этой реакции, мы получаем угарный газ, который является науглераживающей средой, при цементации. Как то не вяжется обезуглераживание с одновременным науглераживанием. Это и не удивительно. Хочу спросить, Вы пробовали применять углекислый газ, как защитный, или это теории? Я не применяю, в технике, или на производстве, таких категорий, как "возможно", или "может быть". Дорого может обойтись. ТС, ведь, спрашивал у нас не теории, а практику. Лично, я пробовал, никакого обезуглераживания в углекислоте не происходит.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
17 минут назад, SDF сказал:

Лично, я пробовал, никакого обезуглераживания в углекислоте не происходит.

Можно подробнее - какую сталь, с каким режимом, как проверяли результат?

 

19 минут назад, SDF сказал:

ТС, ведь, спрашивал у нас не теории, а практику.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
2 часа назад, SDF сказал:

То есть, в результате этой реакции, мы получаем угарный газ, который является науглераживающей средой, при цементации.

При большом избытке окислителя (печная атмосфера из СО2) небольшое количество выделяюшегося СО никак не может работать восстановителем. Науглероживание посредством СО по реакции 3Fe + 2CO = Fe3C + CO2 возможно только при высоком содержании СО в печной атмосфере (избыток восстановителя). Короче говоря, восстановительная атмосфера из СО с примесью СО2 науглероживает, а окислительная (для углерода!) атмосфера СО2 с примесью СО обезуглероживает сталь.

2 часа назад, SDF сказал:

Лично, я пробовал, никакого обезуглераживания в углекислоте не происходит.

Все зависит от температуры и концентрации углерода в стали. Для обезуглероживания нужна та же температура, что и для науглероживания (температура активной диффузии углерода в железе) и достаточно высокая концентрация углерода: чем меньше углерода в стали, тем медленнее обезуглероживание (полная аналогия с науглероживанием, только наоборот). Зависимости скоростей науглероживания/обезуглероживания от концентрации углерода в стали являются экспоненциальными.

Изменено пользователем Авас Петяев

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
7 часов назад, Авас Петяев сказал:

Науглероживание посредством СО по реакции 3Fe + 2CO = Fe3C + CO2 возможно только при высоком содержании СО в печной атмосфере (избыток восстановителя

 Судя по Вашей хим. реакции, науглераживание железа происходит из за цементита, или с помощью цементита. Я слышал уже теории, что сначала образуется цементит, а потом он распадается и отом углерода начинает путешествовать по решетке железа. Не верю в это потому, что температура постоянна и если, при ней,  образуется молекула цементита, то с какой радости ей начинать распадаться, при постоянной энергии процесса. Я, так понял, Вы физик твердотельщик, поэтому, как ни кто знаете, что науглераживание железа, это не только образование в железе цементита, а в большей степени твердый расствор свободных атомов железа, с увеличением концентрации этих атомов (в зависимости от углеродного потенциала, ессно). Эти атомы образуются из продуктов распада угарного газа на поверхности железа (железо служит катализатором этого распада, как при распаде аммиака) и проникновению (насыщению) атомов углерода в кристаллы железа, которые, при данной температуре, имеют гранецентрированную рещетку, то есть гамма решетку с большим периодом, чем альфа, поэтому, собсно, молекула углерода и может дифундировать в решетку. Совершенно правильно, процесс обезуглераживания прямо противоположен процессу насыщения, но, если на поверхности железа есть хим элемент, который сразу возьмет этот атом к себе, например, кислород. Если такого элемента нет, или это будет вакуум, то никакого обезуглераживания не произойдет и углерод останется в гамма решетке, в неизменной концентрации. Так вот, углекислый газ не принимает к себе еще один атом углерода, или несколько и не взаимодействует с ними, поэтому никакого обезуглераживания, в среде углекислого газа не происходит. Мы говорим о температурах нагрева под закалку, это, надеюсь, понятно (а то припишете мне температуру, вплоть до ядерного синтеза).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 часов назад, Авас Петяев сказал:

Все зависит от температуры и концентрации углерода в стали

 Все правильно, от температуры. Достаточно, нагреть альфа железо и перевести его в гамма железо и сразу начнется путешествие молекул углерода в гамма решетке. 

 Но, между концентрацией углерода в железе и интенсивностью обезуглераживания, прямой зависимости нет. И пропорциональной то же. Интенсивность обезуглераживания, в значительно большей мере зависит от содержания и состава легирующих элементов.

 Например возьмем сталь Х12М и 38Х2МЮА. В первой стали углерода в 2,5 раза больше, чем во второй. Но вторая сталь обезуглеражиапется в несколько раз быстрее, чем первая. Вообще, 38Х2МЮА, это "рекордсмен", по скорости обезуглераживания (сам, в этом убеждался). Это, для информации. Откройте марочник сталей ВИАМ, там по каждой стали есть отметка о склонности к обезуглераживанию и Вы увидите, что склонность к обезулераживанию не зависит от концентрации углерода.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
11 часов назад, Авас Петяев сказал:

Кинетически эта реакция в сталях может идти даже быстрее реакции прямого окисления (C +O2 = CO2), так как не встречает барьера из железной окалины

 Барьера, из железной окалины, при такой температуре, быть не может. Она сама образуется при такой температуре и очень рыхлая, как губка. В микроскопе это отлично видно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Практика показывает, что лучший защитный газ - технический углерод (сажа). Даже мелкая резьба остаётся после закалки идеальная.

И запасы у меня волею судеб неисчерпаемы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
17 часов назад, Индеeц сказал:

Практика показывает, что лучший защитный газ - технический углерод (сажа). Даже мелкая резьба остаётся после закалки идеальная.

здесь идет обратный процесс - науглероживание. А это да-алеко не всегда есть гут, особенно для резьбы - возможно охрупчивание и сколы кромок! Гораздо безопаснее сухие чугунные опилки (обязательно не ржавые и отмытые от СОЖ)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

 

2 часа назад, Weilant сказал:

науглероживание

Вряд-ли за 40 минут, на которые я сажал железки с сажей в горячую печь, они успеют хапнуть хоть сколько-то заметную толику углерода. Я пробовал так науглероживать малоуглеродистую сталь ( 3 часа) - ничего она не взяла, по крайней мере на закалку не хватило.

2 часа назад, Weilant сказал:

сухие чугунные опилки

Но за совет спасибо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
5 часов назад, Индеeц сказал:

Вряд-ли за 40 минут, на которые я сажал железки с сажей в горячую печь, они успеют хапнуть хоть сколько-то заметную толику углерода.

за 40 минут при 850С образуется слой около 0,2 мм. Если предстоит финишная мех. обработка - это ни о чем, а вот для резьбы - взякое может быть, для мелкой риск есть!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
18 часов назад, Weilant сказал:

за 40 минут при 850С образуется слой около 0,2 мм.

40 минут даётся дабы железяка прогрелась, грубо говоря половину этого времени она имеет температуру много меньше той, при которой возможна диффузия в твёрдое тело, хотя, понятно, что кромки прогреются быстрее и начнут хапать С.

Мелкая резьба - есть некоторый риск с ней, согласен, но вряд ли он существенен для шага больше 1мм, а у меня всё обычно больше 1,5.

Но в целом технология радует, только руки чёрные :(

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Можно ещё посчитать оптимальное количество сажи от объёма печи, но тут немного сложно, - надо учитывать, что камера негерметична совсем, относительно герметичен только внешний кожух, значит надо как-то учесть количество воздуха в нём (это примерно понятно как) и знать, какой запас должен быть, чтобы среда была оптимально-восстановительная (СО, а не СО2). Я этого не умею, мож кто подскажет как? Тут бы формулку, её запихнуть в Эксель и по весам (объёму) отмерять волшебный порошок.

Можно попробовать подбором, я уже примерно заметил, что выгорает некое примерно постоянное количество сажи и стал уменьшать начальную засыпку. Подобрать, чтобы к моменту окончания нагрева на подине оставалось совсем немного, но оставалось. Всё равно остаток желательно убирать и прожигать нихром в окислительной среде, чтобы там не накапливался углерод.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 11.04.2020 в 11:15, SDF сказал:

 То есть, в результате этой реакции, мы получаем угарный газ, который является науглераживающей средой, при цементации. Как то не вяжется обезуглераживание с одновременным науглераживанием.

т.н. углеродный потенциал определяется соотношением СО/СО2 в газовой фазе - каждому значению соотношения СО/СО2 при постоянной температуре соответсвует фиксированное равновесное с ним содержание углерода в стали. . Причем активное науглероживание идет, когда соотношение - 100 и выше, при соотношении 1:1 равновесное содержание углерода очень низкое, а в чистом СО2 возможно даже окисление из-за развития реакции 2СО2 = 2СО + О2

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
5 часов назад, Weilant сказал:

Причем активное науглероживание идет, когда соотношение - 100 и выше, при соотношении 1:1 равновесное содержание углерода очень низкое

Хм, наводит на интересные мысли. Похоже, что я выбрал правильный путь.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 11.04.2020 в 21:14, SDF сказал:

Вообще, 38Х2МЮА, это "рекордсмен", по скорости обезуглераживания (сам, в этом убеждался). Это, для информации. Откройте марочник сталей ВИАМ, там по каждой стали есть отметка о склонности к обезуглераживанию и Вы увидите, что склонность к обезулераживанию не зависит от концентрации углерода.

от содержания углерода тоже зависит (но только если выше Ас1 - ниже не зависит), но там зависимость сложная. А с 38Х2МЮА есть одна фича:  многие стали вррде бы медленно обезуглероживаются - но это только потому, что окисляются они даже быстрее, чем обезуглероживаются - образуется куча окалины, зато под ней металл углеродистый. А 38Х2МЮА из-за наличия алюминия достаточно стойка к окислению - а вот на обезуглероживание алюминий не влияет, поэтому обезуглероженный слой на ней достаточно толст (особенно с учетом того, что калится она аж от 950С). Х12М калится вообще от 1000-1050С - но в ней-то 12% хрома, а он на порядок снижает скорость диффузии углерода! а в 38Х2МЮА хрома довольно-таки мало, диффузию углерода снижает не столь уж сильно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

В любом случае, если мы создаём углеродный потенциал среды где-то 20-50, то ни науглероживания, ни обезуглероживания быть не должно, я так полагаю.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.