Кислородно-флюсовая резка вызывает интенсивное тепловое воздействие на разрезаемый металл, так как в разрез одновременно со струей кислорода вводят железный порошок, который, сгорая, значительно повышает температуру металла в зоне реакции.
Кроме того, для резки коррозиоиностойких сталей необходим интенсивный нагрев поверхности металла вдоль линии реза, так как температура воспламенения этих сталей выше температуры воспламенения углеродистых сталей. Поэтому в зоне, прилегающей к поверхности реза, происходит изменение структуры, химического состава на поверхности реза, твердости металла, примыкающего к поверхности реза, а также уменьшение антикоррозионной стойкости.
Зона температурного влияния образцов толщиной 20—1000 мм простирается на глубину 2—55 мм (рис. 16) и состоит обычно из двух участков: перегрева и переходной структуры, прилегающей к основному металлу.
Рис. 16. Зависимость глубины зоны температурного влияния от толщины разрезаемой стали.
Как видно из рис. 17, а, на поверхности реза хромо-никелевой стали, нагретой свыше 1500° С, имеется неравномерный по глубине оплавленный участок, состоящий из аустенита дендритного строения.
Структура поверхности реза высокохромистых сталей характеризуется наличием крупноигольчатого мартенсита, переходящего в мелкоигольчатый мартенсит, а затем в троостосорбит (рис. 17, б).
Рис. 17. Структура зоны температурного влияния при резке стали XI8H9 (а) и 2X13 (б).
В табл. 7 приведены скорости резки и глубина зоны температурного влияния.
Глубина зоны температурного влияния зависит от кратности нагрева металла кромки во время резки. По данным отдельных заводов известно, что глубина зоны температурного влияния при двух- и трехкратном нагревax (рез прямой с последующим образованием фаски с одной и обеих сторон) в 1,5—2 раза больше глубины зоны при однократном нагреве (рез прямой под углом 90° к поверхности листа).
Таблица 7.Характеристика зоны температурного влияния кромки реза.
Марка стали | Толщина, мм | Скорость резки, мм/мин | Глубина зоны температурного влияния | Структура | ||
общая | участка перегрева (максимальная) | основного металла | участка перегрева | |||
Х18Н10Т, прокат | 14 | 300 | 3,6 | 0,4 | Аустенит | Аустенит-феррит |
Х17Н13МЗТ, прокат | 14 | 270 | 3,6 | 0,12 | Аустенит-феррит | Аустенит-карбиды |
1X13, прокат 1X13, | 10 | 300 | 3,5 | 0,08 | Троосто-мартенсит | Мартенсит |
отливка | 140 | 240 | 6,5 | 0,54 | Феррит-троостит | Троосто-мартенсит |
Х18Н9, отливка | 130 | 240 | 5,0 | 1,26 | Аустенит- феррит-карбиды | Аустенит-феррит |
Х18Н10Т, отливка | 140 | 210 | 5,5 | 1,36 | Аустенит | Аустенит-феррит |
0Х18Н12Б, отливка | 140 | 100 | 8,5 | 1,60 | Аустенит | Аустенит |
Х23Н18, отливка | 130 | 110 | 7,5 | 1,53 | Аустенит | Аустенит-феррит |
XI7, отливка | 140 | 240 | 7,1 | 0,9 | Феррит- игольчатый- троостит | Троостомар-тенсит |
Высокохромистая сталь на участке перегрева при резке имеет структуру закалки и состоит из мартенсита и троостомартенсита. Поэтому металлы, склонные к воздушной закалке, для предотвращения образования трещин рекомендуется резать после предварительного подогрева до 300—370°С.
Для выявления трещин, вызванных резкой, лопасти после резки подвергали двойной нормализации; охлаждали распыленной водой со скоростью примерно 40° С в минуту.
В табл. 8 приведены толщины вырезанных проб, температура металла перед резкой, твердость в месте реза, а также результаты макроисследования после травления.
Таблица 8.Температура металла перед резкой.
Толщина металла | Температура металла перед резкой, °С | Твердость в месте реза | Результаты макроисследования | |
на поверхности реза | в металле, примыкающем к поверхности реза | |||
60 | 200—240 | 512 | Сетка трещин | Неглубокие трещины (0,10—0,15 мм) |
65 | 360 | 500 | Трещин нет | Трещин нет |
80 | 300—320 | 495 | Трещин нет | Трещин нет |