ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчеты при применении контролируемых атмосфер в печах из "Расчет нагревательных и термических печей" Если Не/Н20 К1 и СО/СОг /(г. то окисление стали происходить не будет. Значения К1 к К2 в зависимости от температуры приведены на рис. 14.10. [c.208] Соотношение между двуокисью и окисью углерода, водородом и водяными парами устанавливается в соответствии с реакцией водяного газа (14.9). [c.208] Обезуглероживание происходит при протекании реакций слева направо, т. е. при условии, что [СОР/100[С02] Кз 100[СН4]ДН2]= /(4 [СО] [Hsj/lOOiHsO] Кб. а науглероживание—при протекании реакций справа налево, т. е. когда указанные выше отношения больше значений констант равновесия. [c.210] Взаимодействие печиой атмосферы, состоящей из Hs, НгО (пары), СО, СОг и N2, со сталью при различных составах атмосферы, температуре и содержании углерода в стали характеризуют графики на рис. 14.11. [c.210] На рис. 14.11, а нанесены линии равновесных отношений Н2/Н2О и СО/СО2 по реакции водяного газа при различных температурах и кривая /, соответствующая отсутствию окисления стали. При отношениях Н2/Н2О и СО/ /СО2 ниже этой кривой происходит окисление стали, а выше —восстановление железа из окислов по реакциям (14.15) и (14.16). [c.210] На рис. 14.11,6 даны кривые равновесия реакции (14.11) для сталей с различным содержанием углерода и с учетом активности углерода в стали. Прямая JJ соответствует равновесию с цементитом по реакции СО2+ -fFes 2 O-f3Fe, а прямая/// — равновесной реакции с чистым углеродом (графитом) СО2+ -ЬС (графит) 4=t2 O. [c.210] Любое отношение P of Oj iOOp/ /100[С02] при данной температуре является нейтральным только для определенного содержания углерода в стали. Поэтому каждая линия на графике соответствует равновесию только с 5Д азанным на ней содержанием углерода в стали по реакции Os-f ( у-Ре)=г 2СО, где С ( y-Fe) — указанное на линии содержание углерода в аустените. [c.210] Область выше прямой III определяет условия обезуглероживания, а ниже линии — условия науглероживания стали с данным содержанием углерода в ней. [c.210] Область на графике ниже прямой II соответствует образованию твердого раствора аустенита -Ре и цементита Fes . Область выше этой ЛИНИН х актеризуется наличием только аустенита. Область в верхнем левом углу на рис. 14.11,6, ограниченная прямой IV, соответствует твердому раствору феррита a-Fe и аустенита -Fe. [c.210] Точки пересечения линии определенного содержания углерода с прямой II соответствуют точкам для данного содержания углерода иа линии предельной растворимости углерода в аустените (начало выделения цементита из аустенита) на диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов. Точки пересечения линии определенного содержания углерода с прямой IV соответствуют линии превращения феррита в аустенит по диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов. [c.210] Аналогично графику рис. 14.11,6 построен и график рис. 14.11, в, на котором приведены кривые равновесия реакции (14.21) для сталей с различным содержанием углерода и с учетом активности углерода в стали. Прямая V соответствует равновесию с цементитом по реакции Н20-ьРезС=г С0-ьН2-ЬЗРе, а прямая VI — равновесной реакции с чистым углеродом (графитом) НгО-Ь С(графит)=рьСО-Ь Н2. [c.210] Каждая линия соответствует равновесию указанного на ней содержания углерода с водородом и водяным паром по реакции НгО-н 4- (Y-Fe)= O-fH2. где С( -Ре) — содержание углерода в аустените. [c.210] Соотношение областей и линий рис. 14.11, е такое же, как и на рис. 14.11,6. [c.210] В табл. V.41 приведены значения упругости водяного пара и содержание влаги в 1 м сухого и влажного газа при температуре насыщения. [c.210] Пример 1. В атмосфере газа, состоящего из 2 % Нг, 2 % СО и 96 % N2, нагревают сталь, содержащую 0,3 % С, при 820 °С. Найти допустимые содержания СО2 и Н2 в газе при sf x условиях. [c.210] По рис. 14.11, а находим, что окисление не будет происходить при отношениях С0/С02 1,87 и Н2/Н20 1,88, что для рассматриваемого защитного газа соответствует содержаниям С02 2/1,87=1,07 % и HjO a 2,0/1,88=1,06 %. [c.210] По рис. 14.11,6 определяем, что равновесие атмосферы, содержащей СО и СО2, со сталью будет обеспечено при [С0р/100[С02]= =2,3, что соответствует равновесному содержанию O2-[ Op/100-2,3=4/(I00-2,3) = =0,017 %. [c.210] По рис. 14.11, в находим =ГСО][Н2]/ЮО[Н20]=24, откуда HsO= = [ O][Hj]/(2,4-100)=2.2/(2,4.100)=0,0167 %. [c.210] По табл. V.41 определяем, что это содержание соответствует точке росы —38 °С. При таких условиях будет обеспечен не только безокислительный нагрев, но и иагрев без обезуглероживания. [c.210] Вернуться к основной статье