Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка

Сталь и холод

<< Предыдущая страница <<   ||  Оглавление   ||   >> Читать дальше >>

«Мороз и железо рвет и на лету птицу бьет» - говорит русская пословица.

В Якутии 65 градусов мороза не редкость. Здесь сталь проходит суровое испытание холодом. Зимой по обочинам дорог можно увидеть разбитые, точно глиняные черепки, стальные муфты, полуоси и другие детали машины или бульдозерный нож, расколотый пополам от удара о пенек. Недаром якутские шоферы знают наизусть чуть ли не все сорта стали и резины, какие выпускает наша промышленность.

Число поломок оборудования зимой в условиях Крайнего Севера обычно втрое, автосцепок иногда в десять раз больше, чем летом. Сталь не выдерживает низких температур; она становится хрупкой. По этой причине на Норильском горно-металлургическом комбинате ремонт основных узлов экскаваторов дает убытки, достигающие ежегодно 800 - 900 тыс. руб. А по всей Сибири убытки, вызванные дополнительными затратами на ремонт землеройной техники, превышают 50 млн. руб. в год.

Советские ученые и инженеры приняли активное участие в решении проблемы. Действительно обычное железо и некоторые сорта стали при температурах до - 40 °С, наиболее характерных для районов Арктики и Сибири, становятся хрупкими и трескаются. Появились рекомендации специалистов о подготовке особых марок стали. Исследования показали, что добавка циркония позволяет ликвидировать хрупкость сталей при сильных морозах. Можно будет создать такие марки стали, которые в условиях низких температур будут прочными. Это может дать огромную экономию.

Известно, что при изготовлении оборудования для работы в тропиках учитываются особенности работы металла во влажном климате и при высоких температурах. Для арктических широт Крайнего Севера надо также готовить специальное оборудование. Министр черной металлургии И. П. Казанец в интервью с корреспондентом «Недели» заявил: «Очень важно создать также стали, которые будут прочны, устойчивы и надежны при низких температурах, в так называемом «северном» исполнении. Это необходимо в связи с тем, что мы все более решительно начинаем осваивать Заполярье». Первые шаги в этом направлении уже делаются.

Новое оборудование для работы на Крайнем Севере подвергается испытанию холодом. Так, зимой 1968 г. в бездорожных условиях при лютых морозах на полюсе холода в Якутии проходила междуведомственные испытания прибывшая из Миасса группа мощных грузовиков «Урал-375К». Они были выпущены в опытном порядке специально для работы на Крайнем Севере.

Опытный образец экскаватора под названием «Северянин» вышел из ворот сборочного цеха завода «Рабочий металлист» в Костроме. Само название экскаватора говорит о том, что он предназначен для работы на Крайнем Севере при шестидесятиградусном морозе.

Ковровский завод отправил экскаваторы в специальном «северном» исполнении в Заполярье. Сюда они попали впервые, хотя «ковровцы» успешно работают на различных широтах более чем в 50 странах мира. Новые машины получили полный комплект всепогодной экипировки. Узлы и детали выполнены из особых сортов стали. Экскаваторы оборудованы дополнительной системой обогрева и могут безотказно работать при температуре - 60 °С.

Некоторые процессы в технике проходят при очень низких температурах, и для них нужна специальная аппаратура. Сюда относятся процессы сжижения и разделения воздуха, сжижения и фракционной перегонки нефтяных продуктов, сжижения природного газа. Для изготовления аппаратов, емкостей и трубопроводов требуются вязкие на холоду стали. Химическая промышленность нуждается в шаровых резервуарах для хранения сжиженных газов - пропан-бутановой смеси, аммиака и др.

Металлурги готовят и такие стали; в их состав входит много легирующих элементов. Японская фирма «Нихон Кокаи» выпускает никелевую сталь, способную сохранять свои свойства при температуре - 196 °С. Полагают, что она найдет широкое применение в строительстве танкеров и резервуаров для получения и хранения жидких газов.

Однако оказалось, что низкие температуры, столь опасные для прочности обычного металла, можно использовать для улучшения свойств стали: твердости и вязкости, жесткости и упругости. Еще в конце 20-х годов XIX в. П. П. Аносов проводил опыты с закалкой кос при температурах - 5 и - 18 ° по Реомюру. Опыты дали положительные результаты.

В наше время применение обработки холодом для дополнительного упрочнения некоторых сталей впервые было предложено профессором А. П. Гуляевым в 1937 г. Через пять лет первые попытки использовать глубокий холод были сделаны в США. В наши дни в различных странах проводят исследования в этой области и внедряются в практику методы «холодной» закалки.

Прежде всего обработка холодом оказалась исключительно ценным способом термообработки инструмента, изготовленного из быстрорежущей стали. Так, для большей прочности металла фрезу после обычной закалки охлаждают до - 75 °С, что приводит к повышению режущих свойств стали. Стойкость инструмента, изготовленного из стали Р18, после обработки холодом повышается почти на 50 %.

Было выяснено, что некоторые стали, алюминиевые сплавы и латунь становятся мягче при глубоком охлаждении. Остудив стальной лист жидким азотом, кипящим при - 195 °С, легко можно штамповать из него детали любой сложной формы, с глубокими выемками.

В июне 1968 г. в советской печати сообщалось, что ученые физико-технического института АН УССР доказали теоретически и экспериментально, что постоянное упрочнение можно получить, подвергая металл механической обработке не при нагревании, а при очень глубоком охлаждении. Специально сконструированная машина позволила производить деформацию образцов при температуре около - 270 °С. Эксперименты помогли выяснить, что при низкотемпературной деформации металлы приобретают очень мелкую и однородную структуру, способствующую значительному повышению жаропрочности вплоть до температуры красного каления.

Так холод из врага прочности металла превращается в союзника.

<< Предыдущая страница <<   ||  Оглавление   ||   >> Читать дальше >>

Использована публикация:
Мезенин Н.А. Занимательно о железе. М. "Металлургия", 1972. 200 с.
стр. 152 - 154.

К началу страницы

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)