41 (199)

Rozdział 1 47

Jeśli ciśnienie cząstkowe czynnika utleniającego (H₂0 lub C0₂) jest przy danej temperaturze większe niż to wynika z krzywej równowagi reakcji (na prawo od krzywej równowagi), będzie zachodziło utlenianie, jeśli mniejsze (na lewo od krzywej równowagi) - to redukcja. Bardzo silnie przeciwdziała utlenianiu i odwę-glaniu obecność w atmosferze pieca węglowodorów (np. metanu CH4).

1.82.    Jakie rodzaje pieców są przystosowane do wykorzystania atmosfer ochronnych?

Najczęściej są to piece elektryczne kołpakowe (o działaniu okresowym) i piece gazowe nagrzewane rurami promieniującymi (o działaniu ciągłym). W pierwszych obrobione elementy znajdują się w retorcie ze stali żaroodpornej, do której jest w sposób ciągły wdmuchiwana atmosfera ochronna. Na retortę nałożony jest kołpak grzewczy, który można zdjąć, przyspieszając chłodzenie. W drugich spalanie gazu następuje w rurach żaroodpornych w kształcie litery I, U lub W, które po nagrzaniu wypromieniowują ciepło nagrzewając przesuwające się przez piec elementy. Do pieca jest wdmuchiwana atmosfera ochronna, która nie miesza się ze spalinami.

1.83.    Jak można ograniczyć utlenianie stali w piecach opalanych gazem?

Pewne ograniczenie utleniania można osiągnąć w piecach opalanych gazem

z niedoborem powietrza, ale takie atmosfery są źródłem zanieczyszczenia środowiska. Podobnie działa wprowadzenie węgla do przestrzeni roboczej pieca (np. drzewnego, koksiku, grafitu). Atmosfery zawierające utleniające składniki (COj i H₂0) w kontakcie z węglem w temperaturach wyższych od 900°C rozkładają się, co zwiększa ilość CO i redukcyjność spalin, a także zmniejsza utlenianie, ale spaliny takie są bardziej szkodliwe dla środowiska.

1.84.    Jakie wady powstają najczęściej w procesie obróbki cieplnej?

Do najczęściej powstających wad obróbki cieplnej należą: a) odwęglenie powierzchni, b) paczenie się i pękanie, c) zbyt mała twardość, d) zbyt duża kruchość.

1.85.    Jakie są przyczyny wad wymienionych w poprzednim pytaniu?

Odwęglenie jest spowodowane zbyt dużą zawartością składników utleniających (C0₂. H₂0) w atmosferze pieca. Paczenie i pękanie jest wynikiem naprężeń własnych wywołanych najczęściej zbyt szybkim nagrzewaniem lub chłodzeniem względnie nierównomiernym rozkładem temperatur na przekroju elementu, a także nałożeniem się naprężeń termicznych na strukturalne (wywołane przemianą fazową - najczęściej martenzytyczną). Mała twardość po hartowaniu jest konsekwencją odwęglenia lub zbyt niskiej temperatury austenityzowania. Duża kruchość - to efekt przegrzania (grubego ziarna), przepalenia (dyfuzji tlenu po granicach ziam) lub kruchości odpuszczania.