Жидкий азот для вакуумной термообработки материалов

---

Применение жидкого азота при термообработке материалов

Жидкий азот – это азот в жидком состоянии. Жидкий азот можно получить с помощью специального оборудования или в качестве побочного продукта в процессе приготовления жидкого кислорода.

Жидкий азот имеет очень низкую температуру и температуру кипения -195,8 ° С, что позволяет использовать его в качестве криогенного агента. Жидкий азот также может быть переведен из жидкого состояния в газообразное состояние, чтобы стать газообразным азотом, который может быть пропущен в качестве защитного газа в печь термической обработки. В воздухе азот составляет наибольшую долю. Жидкий азот не такой легковоспламеняющийся и взрывоопасный, как жидкий кислород, поэтому жидкий азот обладает преимуществами обильных ресурсов и хорошей безопасности, а также следующих основных применений для термической обработки материалов.

1.Применение жидкого азота в вакуумной термообработке

Вакуумная термообработка – это относительно продвинутый метод термообработки, который используется в стране и за рубежом. При вакуумной термообработке часто необходим азот. Например, когда стальной элемент нагревают в вакуумной печи, если степень вакуума слишком высока, чтобы предотвратить улетучивание легирующих элементов в материале заготовки, необходимо подать соответствующее количество газообразного азота в печь для поднятия давления следового газа в печи. В другом примере в процессе вакуумного гашения вакуумного нагревания масляного гашения иногда для того, чтобы обеспечить или улучшить охлаждающую способность гасительного масла, необходимо заполнить вакуумную печь достаточным количеством азота перед охлаждением заготовки. При закалке газа под высоким давлением необходимо быстро зарядить вакуумную печь газообразным азотом выше одной атмосферы. Когда сталь подвергается вакуумному отпуску, необходимо заполнить азот после вакуумирования, чтобы добиться равномерного нагрева циркуляции защитного газа в печи и быстрого охлаждения после отпуска.

Азот, необходимый для вакуумной термообработки, поступает из различных источников. Поскольку плотность жидкого азота намного больше, чем у азота, объем намного меньше, чем у азота, что удобно для транспортировки и хранения, а также дешевле при поставках в больших количествах. Поэтому жидкий азот является одним из важных источников азота, используемых при вакуумной термообработке.

В зарубежных странах и в Шанхае, Китай, многие производители используют большие специальные резервуары для хранения жидкого азота, транспортируемого поставщиками жидкого азота, и используют газообразный азот, постепенно испаряющийся жидким азотом, для вакуумной термообработки. Они считают, что использование жидкого азота более экономично, чем использование баллонного азота или азота.

Конечно, более экономичным является использование жидкого азота или использование азота в баллонном генераторе азота или азота для расчета азота, что связано с местными условиями источника газа и количеством азота, используемого на установке термообработки.

2.Применение жидкого азота при криогенной обработке материалов.

Прецизионные измерительные инструменты и некоторые прецизионные устройства требуют стабильной конструкции и не деформируются при использовании и хранении. Некоторые из этих прецизионных измерительных приборов и устройств из стали сохранили аустенит после закалки. Если остаточный аустенит не удаляется, этим датчикам и устройствам трудно обеспечить отсутствие деформации. Эффективный метод устранения этого остаточного аустенита состоит в его холодной обработке, превращении остаточного аустенита в мартенсит и доведении его до стабильной отпущенной структуры.

Некоторые детали из алюминиевого сплава могут легко деформироваться во время резки, длительного хранения и использования. Если проблема деформации не решена, легко вызвать высокий уровень брака при обработке или изготовлении или плохое качество продаваемого продукта. Эти проблемы деформации часто связаны с остаточными внутренними напряжениями, создаваемыми сырьем или механической обработкой. Чтобы решить эти проблемы деформации, иногда необходимо принять метод термической обработки с высокотемпературным циклом для устранения остаточного напряжения, который включает в себя криогенную обработку при низкой температуре -130 ° C или менее.

Чтобы устранить остаточное напряжение после закалки деталей из алюминиевого сплава, иногда необходимо проводить антигашение, то есть углублять закаленную заготовку, а затем увеличивать температуру заготовки с более высокой скоростью нагрева, чтобы создать тепловое напряжение, противоположное закалке.

Существуют также специальные материалы или продукты, которые требуют холодной или криогенной обработки, чтобы обеспечить стабильность размеров и требования безопасности для использования в условиях низких температур.

Поскольку температура жидкого азота составляет -196 ° С, а химическая стабильность также хорошая, его можно прямо или косвенно использовать для вышеуказанной холодной обработки. Некоторые формы относительно просты, и нет необходимости беспокоиться о глубоком холодном растрескивании, деталях из алюминиевого сплава или стальных деталях, которые не должны беспокоиться об изменениях механических свойств, и могут быть непосредственно погружены в жидкий азот для криогенной обработки. Когда невозможно прямое впитывание, в качестве охлаждающей среды можно использовать летучий газ с жидким азотом. Жидкий азот также можно использовать в качестве хладагента для охлаждения контейнера (низкотемпературной камеры), где заготовка помещается до желаемой температуры холодной обработки.