Проектування ділянки термічної обробки різальних інструментів

Інша частина електродної зони перекрита шамотною плитою для зменшення теплових втрат. Конструкція електродної групи дозволяє замінювати електроди без зливу солі. Матеріал робочої частини електродів -- високохромиста сталь. Ванна живиться електроенергією через знижувальний трансформатор, на високій стороні якого є перемикач східців напруги, що дозволяє регулювати споживану потужність в залежності від режиму роботи. Ванна забезпечена рухливою футерованою кришкою, бортовим відсмоктувачем. На період пуску передбачена установка у ванну виймального блоку нагрівачів, що живиться від знижувального трансформатора ванни.

У однофазних соляних ваннах, що відрізняються достатньою стійкістю робочого режиму і підвищеною інтенсивністю руху розплаву, перепад температур в його межах не перевищує ±3,5 град.

Соляні електрованни нової серії почали виготовляти з одно-фазними електродними групами, електродами погружного типу, рухливою футерованою кришкою і трипозиційним регулюванням температури.

При виготовленні цих електродних ванн передбачені слідуючі технічні рішення:

- прямокутна форма робочого простору;

- застосування однофазних електродних груп, що складаються з двох електродів квадратного перерізу, що забезпечують електромагнітну циркуляцію розплавленої солі;

- перекриття електродної зони керамічними блоками в малих типорозмірах електрованн з керамічним тиглем;

- застосування в якості датчика температури радіаційного пірометра для електрованн до 1300 °С і термопари для электро-ванн до 1000 °С;

- можливість агрегатування електрованн різних температурних груп і вбудовування їх в потокові лінії;

- забезпечення техніки безпеки шляхом установки бортових відсмоктувачів, парасольок, кришок, застосування спеціальних пристроїв для розплавлення солі.

Нижче приведена технічна характеристика соляної ванни (у чисельнику -- при робочій температурі 850 °С, в знаменнику -- при робочій температурі 650 °С) [18]:

Таблиця 2.1

Технологічні дані і характеристика соляної електрованни СВС 2.4.4/8,5

№ п/п	Найменування параметра	Норма
1	Встановлена потужність, кВт	35
2	Максимальна робоча температура, °С	850
3	Потужність холостого ходу, кВт	16,5/10,5
4	Продуктивність, кг/год	270/200
5	Напруга живлячої мережі, В	380
6	Число фаз	1
7	Тип знижувального трансформатора	ТО-35АЗ
8	Кількість трансформаторів	1
9	Напруга на електродах, В
	пускове	20; 16,5
	робоче	14,1; 12,2
	холостого ходу	9,8; 8,1; 6,9
10	Число електродних груп	1
11	Об'єм розплавленої солі, л	124
12	Питома витрата електроенергії, кВт·год/кг	0,113/0,152
13	Витрата охолоджувальної води, м3/год	0,3
14	Розміри робочого простору, мм
	ширина	200
	довжина	400
	глибина	400
15	Габаритні розміри
	ширина	1466
	довжина	1120
	висота	1425
16	Маса, т
	металоконструкцій	0,6
	запасних частин	0,156
	комплектуючого устаткування	0,914
17	Загальна маса ванни (без солі), т	1,8

Загальний вигляд високотемпературної соляної ванни СВС-2.3.4/13 призначеною для остаточної термічної обробки інструменту приведений на рис. 2.4, технічні дані вказані в таблиці. 2.2.



Рис. 2.4. Електрованна соляна електродна СВС-2.3.4/13:

1 - футерування; 2 - кришка; 3 - парасолька; 4 - пірометр; 5 - електрод; 6 - шинопровід від трансформатора; 7 - трансформатор; 8 - вентиляційний кожух

Таблиця 2.2

Технічні дані і характеристика устаткування для остаточної термообробки [18]

	Найменування параметра	Норма
Ванна соляна (I підігрів)
1.	Максимальна робоча температура, °С	850
2.	Потужність, кВт	35
3.	Склад солі	25% BaCl2+75% NaCl2
4.	Об'єм солі, що розплавляється, л	250
Ванна соляна (II підігрів)
1.	Максимальна робоча температура, °С	850
2.	Потужність, кВт	50
3.	Склад солі	25% BaCl2+75% NaCl2
4.	Об'єм солі, що розплавляється, л	170
Ванна соляна (остаточний нагрів)
1.	Максимальна робоча температура, °С	1300
2.	Потужність, кВт	75
3.	Склад солі	100% BaCl2
4.	Об'єм солі, що розплавляється, л	99
Ванна селітрова електрична
1.	Максимальна робоча температура, °С	550
2.	Потужність, кВт	35
3.	Склад солі	100% KNO3
4.	Об'єм солі, що розплавляється, л	66

На рис. 2.5 приведений загальний вигляд електричної селітрової ванни для відпуску, технічні дані вказані в таблиці. 2.3.



Рис. 2.5. Ванна селітрова електрична для високого відпуску

1 - короб витяжний; 2 - тигель; 3 - каркас; 4 - кришка; 5 - ємність

Таблиця 2.3

Технологічні дані і характеристика ванни селітрової електричної [16]

№ п/п	Найменування параметра	Норма
1	Призначення ванни	високий відпуск
2	Встановлена потужність, кВт	35
3	Максимальна робоча температура, °С	580
4	Робоча температура, °С	550
5	Напруга живлення, В	380
6	Кількість нагрівачів	3
7	Діаметр дроту нагрівача, мм	4
8	Тип нагрівачів	зигзагоподібні
9	Регулювання температури	автоматичне
10	Розміри робочого простору, мм
	діаметр	950
	висота	660

2.2.2 Розрахунок необхідної кількості основного устаткування

При виборі устаткування необхідно враховувати такі чинники, як якість термообробки, екологічна безпека, мінімальна трудомісткість, низька собівартість та ін.

Початкові дані для розрахунку необхідної кількості основного устаткування так само, як додаткового і допоміжного, такі:

річна програма термічної обробки виробів цієї групи, П_i, кг, яка закріплена за цією операцією;

продуктивність вибраного устаткування для обробки деталей цієї групи, Р_i, кг/рік;

вибраний режим роботи устаткування Ф°_D, рік, тобто річний дійсний фонд часу роботи устаткування.

Для термічної обробки вибираємо напівавтоматичну лінію з печей ванн для інструментів, продуктивність якої складає 280 кг/ч.

Кількість одиниць устаткування можна визначити укрупнено, використовуючи продуктивність устаткування Р_i.

Необхідна кількість годин E_i, для виконання цієї виробничої програми для термообробки інструменту «фреза дискова» визначаємо по формулі:

Розрахункова кількість устаткування, необхідного для виконання річної програми деталей цієї групи:

де Ф_д - річний фонд часу роботи устаткування, год

Розрахункову кількість устаткування округлюємо до найближчого цілого числа і отримуємо прийняту кількість устаткування - К_пр=1

Коефіцієнт завантаження устаткування :

Необхідна кількість годин E_i, для виконання цієї виробничої програми для термообробки інструменту «свердло» визначаємо за формулою:

Розрахункова кількість устаткування, необхідного для виконання річної програми деталей цієї групи:

Коефіцієнт завантаження устаткування:

Необхідна кількість годин E_i, для виконання цієї виробничої програми для термообробки інструменту «мітчик» визначуваний по формулі:

Розрахункова кількість устаткування, необхідного для виконання річної програми деталей цієї групи:

Коефіцієнт завантаження устаткування:

Таблиця 2.4

Розрахунок кількості виробничого устаткування

Устаткування	Найменування деталі	Річна програма , т	Необхідна кіль-ть годин роботи , год	К-ть одиниць устаткування	Коефіцієнт завантаження устаткування
				розрах.	прийн.
Напівавтоматична лінія з печей-ванн для інструментів	фреза дискова	1050	3750	0,97	1	0,97
Напівавтоматична лінія з печей-ванн для інструментів	свердло	1050	3750	0,97	1	0,97
Напівавтоматична лінія з печей-ванн для інструментів	мітчик	900	3215	0,84	1	0,84

2.3 Підйомно-транспортні засоби

У термічних цехах широко застосовують різне підйомно-транспортне устаткування. Транспорт ділянки забезпечує завантаження і переміщення інструменту відповідно до технологічного процесу, потоковості виробництва; механізацію трудомістких процесів з повним використанням потужності підйомно-транспортних механізмів.

На термічній ділянці по виробництву різального інструменту для виконання підйомно-транспортних операцій використовуються 3 підвісні кран балки вантажопідйомністю 1т., кожна переміщається паралельно один відносно одного уздовж ділянки по рейках укладених на підкранові балки. Для ремонтних робіт на термічній ділянці використовуються мостовий кран, який переміщається по усьому прольоту цеху.

2.4 Розрахунок і вибір необхідної кількості додаткового і допоміжного устаткування

На ділянці термічної обробки є наступне додаткове устаткування:

- прилад Бринеля для виміру твердості 10% заготівель за 2 зміни після відпалу. Продуктивність приладу 60шт/год або 0,60 шт. за 2 зміни.

- після остаточного нагріву при загартуванні фрез, різальній і хвостовій частині свердел і мітчиків, інструмент необхідно охолодити. Таким чином для остаточного нагріву, після якого, необхідно охолодити інструмент в маслі використовується три ванни, тому потрібно три камери охолодження, які повинні розташовуватися навпроти гартівної ванни, на відстані 1,5-2м. Камери охолодження призначені для регульованого охолодження металевих деталей і виробів після нагріву їх в термічних печах або агрегатах.

- прилад Роквела для виміру твердості 100% інструменту після відпуску. Знадобиться два прилади.

- ванни виварювання для очищення інструментів від окалини шляхом відновлення оксидів металів, по 1 ванні для кожного виду інструментів. В якості відновника застосовується гідрид натрію. Процес відновлення оксидів йде по наступних реакціях:

Fe₃O₄ + 4NaH = 3Fe + 4NaOH;

Fe₂O₃ + 3NaH = 2Fe + 3NaOH;

FeO + NaH = Fe + NaOH;

CrO₃ + NaH = 2CrO + NaOH;

CuO + NaH = Cu + NaOH.

Гідрид натрію добре відновлює магнітний окисел заліза і більшість оксидів легованих елементів, які дуже важко піддаються травлінню в кислотах. В якості розчинника гідриду натрію використовується розплав їдкого лугу. Продуктами реакції є відновлений метал і їдкий луг (NaOH), який компенсує віднесення лугу з деталями. Для утворення розплаву лугу температура нагріву ванни підтримується рівною 370-400єС, а вміст гідриду натрію в розчині лугу 1,5-2%. Процес відновлення ведеться в електродних ваннах (рис. 2.6). Електроди розташовуються уздовж задньої бічної стінки ванни і відділяються від робочого простору останніми залізними гратами 2. Для зменшення втрат тепла доцільно зовнішні стінки ванни 6 ізолювати малотеплопровідним матеріалом.

Необхідний для відновлення гідрид натрію найчастіше отримують безпосередньо у ванні. З цією метою уздовж її передньої стінки згори встановлюють спеціальний генератор, який представляє залізну коробку 5, перевернуту вгору, краї її опущені в розплав лугу. Коробка вгорі має отвір, що герметично закривається 4, для завантаження металевого натрію і ряд трубок 3, по яких в розплав лугу подається водень. Металевий натрій внаслідок низької температури плавлення (близько 100 °С) розплавляється і розтікається в генераторі по поверхні лугу. Водень, що підводиться по трубках, барботується через шар розплавленого лугу і вступає в реакцію з металевим натрієм, внаслідок чого утворюється гідрид натрію

Na + 1/2 H₂ = NaH

Гідрид натрію розчиняється в розплавленому лузі і рівномірно розподіляється по ванні під впливом сильних конвекційних потоків, викликаних електромагнітним перемішуванням при електродному нагріві.



Рис. 2.6. Ванна для відновлення окалини гідридом натрію

- травильні ванни для очищення від окалини та іржі, по 1 ванні для кожного виду інструментів. Травління, крім того, виявляє поверхневі дефекти на деталях (тріщини, волосовини і т. д.). У інструментальних термічних цехах застосовують електролітичне травління. Цей спосіб повністю унеможливлює перетруювання і допускає очищення деталей з дрібним різьбленням. Електролітичне травління полягає в обробці деталей в електроліті певного складу, причому деталі є одним з електродів (анодом або катодом). При тому, що анодному, що труїть, при недотриманні режиму, може вийти перетруювання, що виключається при тому, що катодному, що труїть. Зразковий склад і режим роботи ванни того, що труїть: сірчана кислота - 50 г/л, соляна кислота - 20 г/л, хлористий натрій - 22 г/л, температура ванни - 60-70єC, щільність струму - 7-10 а/дм³, тривалість процесу - 10-15 хв. Ванна травління є баком прямокутного перерізу (рис. 2.7), звареним з листової сталі завтовшки 6-8 мм. Для видалення шкідливої пари ванна забезпечується вентиляцією з двостороннім відсмоктувачем. Окрім вентиляції до ванни монтують трубопроводи холодної і гарячої води і каналізації.

Рис. 2.7. Ванна для електролітичного травління

Ванна забезпечується підвісним конвеєром для пересування підвісок або кошиків з деталями і для перенесення з однієї ванни в іншу. Такі агрегати використовують в чистових термічних цехах для очищення деталей від окалини замість дробеструменевих апаратів.

- ванни промивання, по 1 ванні для кожного виду інструментів. У цій ванні деталі промивають гарячим содовим розчином з подальшим охолодженням водою. Внутрішня частина зварного корпусу ванни розділена перегородкою на дві секції. У першій секції на деталі згори і знизу подається гарячий розчин через розподільники з розбризкувачами, в другій секції деталі охолоджуються проточною водою. Конвеєрна стрічка натягнута на два гладкі барабани. Вал провідного барабана приводиться в обертання електродвигуном змінного струму через триступінчатий шків. Содовий розчин, що подається насосом з бака через фільтр в розподільник з розбризкувачами, промиває деталі і повертається у бак. Розігрівання розчину і підтримання його температури забезпечується подачею пари. Згори ванна закрита знімною кришкою.

- ванни нейтралізації, по 1 ванні для кожного виду інструментів.

- ванни пасивування, по 1 ванні для кожного виду інструментів. Ванна (рис. 2.8) складається з корпусу 1, трьох штанг 4 для навішування деталей, бортових відсмоктувачів, двох скоб для транспортування ванни. Футерування ванни робиться винипластом листовим або пластикатом. Ванна встановлюється на опорах 2. Перед футеруванням ванни корпус перевіряється на герметичність, знежирюється бензином-розчинником і покривається кислотостійким лаком. Перед пасивуванням поверхня деталі знежирюється електрохімічним способом, промивається у воді, протравлюється, знову промивається у воді і потім пасивується в розчині 5-10% нітрату натрію. Використання ванни покращує якість поверхні інструменту.

Рис. 2.8. Ванна пасивування

В якості допоміжного устаткування на ділянці використовується:

- для контролю температури і часу режиму на кожній ванні встановлений потенціометр, перетворювач і годинник.

- ланцюгові конвеєри (рис. 2.9) для пересування пристосування з деталями у відповідних ваннах і передачі їх від однієї ванни до іншої. Рух конвеєрів відбувається по замкнутій трасі. Тяговим пристроєм є ланцюг, що огинає, веде і направляє зірочки. Ланцюг має ходові ролики, які котяться по нижній полиці двотаврової балки. До осей роликів прикріплені підвіски з гачками, на які вішаються пристосування з деталями. Приводна станція конвеєра складається з електродвигуна і передатного механізму з варіатором, що служить для зміни швидкості руху конвеєра [14].

Рис. 2.9. Схема ланцюгового конвеєра

1 - підвісна рейка; 2 - тяговий ланцюг; 3 - робоча каретка; 4 - холоста каретка; 5 - пристосування з деталями; 6 - сітчасте обгороджування

Таблиця 2.5

Звідна відомість устаткування

Устаткування	Модель	Призначення	Характеристика	Кіль-ть шт	Потужність кВт
Основне устаткування
Ванна соляна	СВС-2.4.4/8,5	відпал	Робоча температура 650-920С	3	35
Ванна соляна	СВС-3.8.4/8,5	загартування I підігрів	Робоча температура 500С	3	35
Ванна соляна	СВС-2,5.6.4/8,5	загартування II підігрів	Робоча температура 800-850С	3	50
Ванна соляна високотемп.	СВС-2.3.4/13	загартування III підігрів	Робоча температура 1200-1230С	3	75
Ванна селітрова електрична	9978.1817	відпуск	Робоча температура 550-580С	3	35
Додаткове устаткування
Прилад Бринеля	ТШ	вимір	навантаження 1000кг	1	-
Прилад Роквела	ТК	вимір	навантаження 150кг	2	-
Камера охолодження	-	охолодження	-	3	-
Ванна виварювання	-	очищення	Робоча температура 370-400єС	3	-
Ванна травління	-	очищення	Робоча температура 60-70єC	3	-
Ванна промивання	МКП	промивання	-	3	-
Ванна нейтралізації	-	нейтралізація	-	3	-
Ванна пасивування	-	пасивування	-	3	-
Допоміжне устаткування
Потенціометр, перетворювач, годинник	КСП3, ТХА-0806 16р	контроль температури і часу режимів	-	15	7
Кран балка	КБ-1	перевезення	Q=1т	1	7,5
Монорейка з тельфером	Т-0,25	перевезення	Q=0,25т	1	3,5
Конвеєр ланцюговий	-	пересування у ваннах	-	3	-

2.5 Розрахунок енергії ділянки

Визначаємо потребу цеху в різних видах енергії. Споживана енергія розраховується по формулі, кВт:

де Ni - потужність кожного струмоприймача з паспортних даних устаткування, кВт:

- напівавтоматична лінія з печей-ванн для інструментів (3) - 495 кВт;

- кран балка (1) - 7,5 кВт;

- тельфер (1) - 3,5 кВт.

Kc - коефіцієнт попиту, застосовується рівним 1,05.

Річна витрата електроенергії визначається за формулою, кВт.

де Ф°_D - дійсний річний фонд часу роботи устаткування;

л - коефіцієнт завантаження устаткування (0,93).

2.5.1 Розрахунок витрати води

Вода розходиться на виробничі потреби і на очищення інструментів. Розраховуємо витрату води мийної машина :

- витрата води складає 0,06м³/ч

- ;

- .

0,06 · 0,93 · 3854 =215 м³/рік

3. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА

3.1 Порівняння технологічних властивостей швидкорізальних сталей та безвольфрамових швидкорізальних сталей

Історія розвитку швидкорізальних сталей налічує більше 80 років. Усі ці роки учені різних країн наполегливо працювали над проблемою зниження в них кількості вольфраму.

Швидкорізальні сталі є основними матеріалами у виробництві металорізальних інструментів. Вони відрізняються поєднанням великих значень твердості (64-65 HRC) і теплостійкості (620-630 °С), а також міцності (у_{в изг}~3000-3500 МПа) і ударної в'язкості (КС~0,3-0,4 МДж/м²). Ці властивості забезпечуються, по-перше, великою кількістю дорогих і дефіцитних легуючих компонентів швидкорізальної сталі (W, Mo, V, Co та ін.) і, по-друге, виділенням при відпуску швидкорізальних сталей з їх основи (мартенсіту) безлічі дрібних (дисперсних) карбідів цих компонентів.

В той же час, недолік усіх широко відомих швидкорізальних сталей полягає в тому, що вони відносяться до класу евтектичних сталей і, по суті, є білими чавунами. Численні і масивні карбіди евтектики, по-перше, знижують, як і в чавунах, запас пластичності сталі і, по-друге, не розчиняючись при нагріві до гартівних температур, виключають участь в зміцненні швидкорізальної сталі до 50% усіх її легуючих компонентів.

У наш час розробляються швидкорізальні сталі нового покоління, а саме економнолеговані швидкорізальні сталі заевтектоїдного класу.

Економнолеговані швидкорізальні сталі. У зв'язку із зростаючою дефіцитністю вольфраму і молібдену - основних легуючих елементів, використовуваних при виробництві швидкорізальних сталей, все більше застосування знаходять сталі з низьким вмістом вказаних елементів або що не містять вольфрам, які називають економнолегованими. Серед сталей цього типу найбільше застосування отримала сталь 11Р3М3Ф2, яка має досить високі показники по твердості (НRC 63-64), міцності (у_в=3,4 ГПа) і теплостійкості (до 620°С).

У структурі цих сталей практично відсутня евтектика і усі їх легуючі компоненти зосереджені в карбідах, розчинних при гартівних температурах, і тому практично повністю задіяні в зміцненні сталі в процесі відпуску. На цій основі розроблена швидкорізальна сталь 11М5Ф, яка не поступається відомим сталям Р6М5 і Р18 по твердості і теплостійкості і перевершує їх по запасу пластичності при істотно меншому вмісті легуючих компонентів.

Низьколегована безвольфрамова сталь 11М5Ф (1,06% З; 5,5% Мо; 4,0% Сr; 1,5% V) належить до нового класу заевтектоїдних сталей, на відміну від традиційних ледебуритних сталей. Нагрів під загартування дозволяє розчинити усі карбіди типу Ме₆С (що неможливе для ледебуритних сталей), що забезпечує легованість і властивості сталі 11М5Ф приблизно на рівні відповідних показників сталі Р6М5.

В той же час, швидкорізальна сталь 11М5Ф відрізняється широкою універсальністю: після відповідної термічної обробки вона з успіхом використовується для виробництва металорізальних і штампових інструментів для холодної і напівгарячої деформації, а також для інструментів, вироблюваних литвом. Через свою універсальність сталь 11М5Ф особливо придатна для малих і середніх виробництв. Сталь 11М5Ф пройшла успішні заводські випробування більш ніж на 50 підприємствах.

Нині на тій же основі розроблені заевтектоїдні швидкорізальні сталі 11М7Ф і 11М7ФЮС, які по твердості (67-68 HRC) і теплостійкості (635-640 °С) перевершують сталі евтектичного класу, у тому числі з підвищеним вмістом кобальту (до 8%).

Крім того, склад цих сталей, на відміну від існуючих, дозволяє застосовувати їх цілеспрямовано для виробництва інструментів з плазмовими покриттями, а також для тих, що піддаються хіміко-термічній обробці.

До теперішнього часу досягнуті значні успіхи. Проте робіт із створення швидкорізальних сталей без вольфраму було виконано порівняно мало. Вони відносилися, в основному, до 40-х років минулого століття і особливого успіху в промисловості не мали. Багато що залежало від методів визначення твердості і зносостійкості сталі при кімнатній температурі, що застосовувалися у той час, а також виборі режимів термічної обробки.

3.2 Вплив різних чинників на структуру і властивості безвольфрамової швидкорізальної сталі

3.2.1 Фазовий склад

Фазовий склад швидкорізальних сталей після відпалу, що виконується в промислових умовах на низьку твердість, не є повністю рівноважним. Приблизно його можна охарактеризувати для безвольфрамовых сталей - по діаграмі Fe - Mo - C (рис. 3.1). Зміна вмісту молібдену від 5 до 12 % не впливає на фазовий склад, змінюється лише кількісне співвідношення фаз. Ванадій знаходиться в карбіді Мe₆С і також не змінює фазового складу. Розглянемо основні фази при 20°С.

Рис. 3.1. Переріз діаграми стану системи Fe - Mo - C при 20єC

1. Альфа-фаза містить 50 - 70% хрому, наявного в сталі, невелику кількість молібдену і ванадію.

2. Карбід Мe₆С, в якому є присутніми основна кількість молібдену, ванадію і частина хрому. Кількість карбідів залежить від складу сталі і змінюється в межах від 10 до 30 % (по масі).

3. Окрім вказаних на діаграмі, є присутніми: карбід Мe₂₃С₆ кількість якого в різних швидкорізальних сталях майже однаково, в цьому карбіді міститься також частина ванадію і трохи молібдену; карбід МeС; карбід Мe₃С в окремих ділянках внаслідок ліквації, кількість його може бути більша: у відпущеній сталі, в якій Мe₃С - проміжна фаза, він утворюється також при збільшенні вмісту вуглецю без відповідного підвищення кількості молібдену і ванадію; карбід Мe₂С в якості проміжної фази після відпуску в сталі з високим вмістом вуглецю - в литому стані.

3.2.2 Структура литої, деформованої і відпаленої сталі

Для литого стану характерна найбільш значна неоднорідність структури. Вона обумовлена наступними перетвореннями.

Перитектичне перетворення. Твердіння розпочинається з виділення кристалів (д-раствора, що містять менше вуглецю, ніж рідини. При пониженні температури (д-кристали взаємодіють з рідиною по перитектичній реакції: д + рідина + рідина.

Перетворення, як перитектичне, відбувається на поверхні розділу фаз. Тому нова г-фаза утворюється спочатку в поверхневих шарах д-кристалів і перериває контакт між серцевиною д-кристалів і рідиною, що залишилася, збагаченою вуглецем. Подальше протікання перитектичної реакції і насичення серцевини д-кристалів може розвиватися лише в результаті дифузії вуглецю і легуючих елементів з рідини через г-фазу і д-кристали. Цей процес навіть в умовах уповільненого охолодження протікає лише частково; у структурі зберігається деяка кількість д-фази. Міра перетворення і величина менш легованих ділянок д-фази, що залишається, залежать, таким чином, від швидкості охолодження.

При подальшому охолодженні відбувається евтектоїдний розпад -фази з утворенням -евтектоїда - дисперсної суміші аустеніту і карбідів, частина яких цементитні; -евтектоїд із-за великої подрібненості сильно травиться, здається темним і погано відрізнимим в мікроскопі від перліту.

Ця неоднорідність будови спостерігається більше при швидкому охолодженні, коли перитектичне перетворення мало розвивається, тобто у невеликих відливках.

Твердість невеликих відливок 60 HRC; зовнішній шар зерна виконує роль каркаса і забезпечує високий опір втискуванню.

Неоднорідність будови, що створюється перитектичним перетворенням, усувається термічною обробкою; для цієї мети потрібна головним чином дифузія вуглецю. Тому відпал литої сталі вирівнює структуру, що дозволяє отримати однорідну мікротвердість металевої основи при подальшому загартуванні.

3.2.3 Вплив нагріву на структуру сталі

Відмінності у будові відпаленої сталі мало впливають на перетворення при нагріві для відпуску.

При 1000 - 1150°С розчиняються в першу чергу дрібні карбіди, у тому числі і розташовані орієнтовано по межах зерен, а при нагріві вище 1150°С - більші карбіди.

З підвищенням легованості твердого розчину знижуються температури мартенситного перетворення і зростає кількість аустеніту. Воно збільшується майже пропорційно підвищенню температури загартування і при нагріві на дрібне зерно (балу 11-10) досягає 22-28%.

Зерно сталі. Для швидкорізальних сталей, що мають багато надмірних карбідів, характерне збереження дрібного зерна навіть при високому нагріві, що перевищує температури загартування заевтектоїдних сталей.

Дуже дрібне зерно (балу 12-11) зберігається при температурах, при яких вже досягається значне насичення аустеніту (1190 - 1220°С).

Підвищення нагріву додатково на 25-30°С вже викликає помітніший ріст зерна: до балу 10-9. Істотно, що такому нагріву відповідає насичення аустеніту вуглецем і легуючими елементами, близьке до граничного.

У сталі з великою карбідною неоднорідністю (бал 7-9) утворюється зерно неоднакової величини. У ділянках, збіднених карбідами, ріст зерна починається при температурах, на 10-15°С нижчих, ніж в сталі з дрібними і рівномірно розподіленими карбідами.

Ще більше підвищення температури на 10-20°С, при якому зберігаються дрібні карбіди, викликає помітні якісні зміни структури. Спостерігається стрибкоподібний ріст зерна до балу 8-7 і утворення карбідної сітки, що виникає при охолодженні. Легований аустеніт стає сильно перенасиченим при нижчих температурах (1000 - 700°С), тобто, в температурній області, в якій ще інтенсивно протікають дифузійні процеси. Тому навіть при швидкому охолодженні з аустеніту устигає виділитися частина карбідів, розчинених при високому нагріві. Ці карбіди із-за впливу меж зерен виділяються, головним чином, в пограничних шарах.

Злам сталі. Сталь з дрібним зерном має фарфоровидний матовий злам. Ріст зерна до балу 9-8 супроводжується утворенням грубішого зламу. По виду зламу можна таким чином визначати температури загартування, що не викликають зайвого росту зерна: до балу 9.

3.2.4 Вплив нагріву на властивості сталі

Зміна складу твердого розчину і структури, що виникають в процесі загартування, неоднаково впливають на різні властивості швидкорізальної сталі.

Теплостійкість, оскільки вона визначається тільки складом твердого розчину, зростає з підвищенням температури загартування спочатку значно, коли розчиняється велика частина вторинних карбідів і ще зберігається дрібне зерно (бал 10). При подальшому підвищенні температури нагріву теплостійкість збільшується менше, але це супроводжується значним ростом зерна.

Зміна механічних властивостей характеризується кривою з максимумом. При нагріві до відносно низьких температур вони зростають, а потім після вищого нагріву знижуються. Температура цього максимуму різна для сталей різного складу і для деяких механічних властивостей.

Твердість загартованої сталі зростає до 64-65 HRC після нагріву, що зберігає зерно балу 10 і знижується до 62-63 HRC після загартування з вищих температур. Її зниження викликане ростом кількості аустеніту. Після відпуску, що викликав дисперсне твердіння, ця відмінність змінюється; сталь, що загартована з високого нагріву і отримала більш легований розчин, має більшу твердість і опір пластичнії деформації, ніж сталь, загартована з нижчої температури.

Міцність загартованої сталі знижується з підвищенням температури загартування через зростання зерна і напруги. Проте у відпущеній сталі з підвищенням температури загартування, що ще зберігає дрібне зерно (балу 12-11), вона зростає, завдяки зміцнюючому впливу дисперсних карбідів, що виділяються при відпуску.

В'язкість при загартуванні з невисоких температур трохи зростає завдяки розчиненню карбідів, присутніх по межах зерен. Проте подальший нагрів викликає різке зниження в'язкості, що настає після загартування з нижчих температур, ніж зниження міцності; це викликано великою чутливістю в'язкості до росту зерна.

Щільність сталі і лінійні розміри зразків з підвищенням температури загартування спочатку збільшуються, а потім зменшуються, внаслідок впливу зростаючої кількості залишкового аустеніту.

3.2.5 Перетворення після високого нагріву (для загартування)

Переохолоджений аустеніт має високу стійкість. Для усіх теплостійких сталей характерно, що перлітовому перетворенню передує виділення деякої кількості карбідів. Аустеніт, насичений вуглецем і легуючими елементами при високому нагріві, стає перенасиченим і здатним до виділення карбідів вже в результаті невеликої витримки при нижчих температурах (1000-550єС). Карбіди, що виділяються, розташовуються переважно по межах зерен, міцність знижується. Тому швидкорізальні сталі недоцільно гартувати на повітрі. Для попередження виділення карбідів потрібне прискорене охолодження в ділянці надкритичних температур, а також в області перлітового перетворення.

При нижчих температурах (625-400єС) аустеніт дуже стійкий. Навіть тривала витримка не викликає помітного перетворення, що використовують при ступінчастому загартуванні. Температури витримки краще вибирати в нижній зоні 500-400єС, щоб повністю попередити виділення карбідів. Структура сталі, загартованої з такою витримкою, не відрізняється від отримуваної при безперервному охолодженні в олії.

Стійкість аустеніту у бейнітній області (400-200єС) менша, ніж в перлітовій. Це пов'язано з невеликою концентрацією вуглецю в розчині. Коротка витримка в цій області викликає стабілізацію переохолоджуваного аустеніту, що сприяє збереженню в загартованій сталі більшої кількості залишкового аустеніту.

При збільшенні кількості аустеніту знижується напруга, збільшується міцність і зменшуються об'ємні зміни, деформація і чутливість до тріщин. Подальший відпуск перетворює залишковий аустеніт так само повно, як і в сталі, що піддавалась безперервному загартуванню.

Ізотермічне загартування з тривалою витримкою при 270-220єС викликає утворення тонкоголчастих продуктів проміжного перетворення - бейніту. Кількість бейніту складає 20-30% після витримки 1 год і досягає 50% після витримки 6 год.

В результаті тривалої витримки значно збільшується кількість аустеніту (до 40%), знижується твердість, але підвищується міцність загартованої сталі.

Подальший відпуск викликає такі ж перетворення, як і в сталі з меншою кількістю аустеніту; структура сталі, що піддається ізотермічному загартуванню, не відрізняється після відпуску від отримуваної після звичайного загартування і відпуску.

Таким чином, повне ізотермічне загартування не створює технологічних переваг.

Температури початку і кінця мартенситного перетворення сильно залежать від легованості аустеніту, а отже, від температури загартування і від умов охолодження.

Уповільнене охолодження при температурах > 625єС підвищує температури мартенситного перетворення.

У сталі, що нагрівалася до високих температур і охолоджувалася в маслі або за способом ступінчастого загартування, мартенситне перетворення починається при 200-150єС і не закінчується при +20єС.

Стабілізація аустеніту викликається витримкою впродовж більше 60 хв при 20єС.

Подальший відпуск, знижуючи напругу, надає більшості сталей такі ж структуру і властивості.

Структура сталі, загартованої з температур, що забезпечують високу теплостійкість, і охолодженої в олії або за способом ступінчастого загартування: мартенсіт (60-65%), карбіди (5-20%) і залишковий аустеніт (15-30%).

3.2.6 Структура і властивості відпущеної сталі

Відпуск, правильно виконаний, створює вторинну твердість на 3 - 8 HRC більше, ніж після нагріву на 350єС, підвищує опір пластичної деформації, міцність і теплопровідність.

Зміни в структурі спостерігаються тільки після відпуску при температурі >500єС; у ній виявляються мартенсіт і карбіди без помітних ділянок аустеніту.

3.2.7 Вибір оптимальної температури для ТО сталі 11М5Ф

Для вибору режиму попередньої термічної обробки були розглянуті вплив швидкості нагріву, витримки при температурі аустенізації і швидкості охолодження в широкому діапазоні температур і витримки.

Швидкість нагріву і охолодження при відпалі визначалися на зразках після кування без відпалу таким чином. Зразки завантажували в холодну піч і нагрівали до 900єС зі швидкостями 100, 25 і 15 єС/год до 675єС. Для отримання надійних результатів нагрівання і охолодження з кожною швидкістю повторювали тричі.

Якщо судити по значеннях твердості, то можна зробити висновок, що нагрів зі швидкостями 25 - 100єС/год забезпечує практично однаковий структурний стан зразків в усьому температурному інтервалі. Тому для вибору оптимальних режимів відпалу була прийнята швидкість 100єС/год.

Дослідження показали, що найбільш інтенсивне розміцнення матриці при швидкостях нагріву 100, 50 і 25 єС/год відбувається при температурі вище 650єС, про що свідчить різке збільшення інтенсивності лінії б-фази в процесі високотемпературного аналізу.

При охолодженні вплив швидкості на властивості сталі істотніше. При охолодженні із швидкістю 25 і 15 єС/год сталь отримує практично однакову низьку твердість 20 - 21 HRC. Дослідження (таблиця. 3.1) показують, що підвищення твердості обумовлене головним чином розмірами карбідів, які більше коагулюють при охолодженні із швидкістю 25 і 15 єС/год.

Таблиця 3.1

Вплив швидкості охолодження на властивості безвольфрамової швидкорізальної сталі

Температура,єС	HRC	Сx10,6, Oм м	Нс, А/М
Швидкість охолодження 50єС/год
900	60	0,630	5863
850	55	0,581	5667
800	53	0,552	5354
750	50	0,526	5315
700	37	0,454	3517
650	24	0,373	1759
Швидкість охолодження 25єС/год
900	60	0,629	5864
875	58	0,596	5706
850	56	0,591	5359
825	56	0,548	5159
800	52	0,542	4925
775	52	0,532	4846
750	51	0,503	4806
725	49	0,503	4495
700	28	0,437	1876
675	22	0,370	1642
Швидкість охолодження 15єС/год
900	60	0,623	5863
885	59	0,592	5472
870	59	0,583	5365
855	55	0,567	5215
840	54	0,561	5159
825	54	0,557	5003
810	54	0,537	4868
795	54	0,532	4846
780	53	0,512	4651

На підставі досліджень за швидкість охолодження при відпалі сталі 11М5Ф узяли 25єС/год.

Вибір оптимальних температур аустенізації при відпалі проводили з використанням методу симплексних решіток. Температуру аустенізації призначали в межах від 820 до 940єС, через кожні 30єС. Тривалість витримки складала 2, 4, 6, 8 і 10 год при 820єС і 15хв при 940єС. Умови нагріву і охолодження до температури аустенізації були однакові.

Нагрів до 650єС робили по потужності печі, потім із швидкістю 100єС/год до температури аустенізації. Охолодження з температури аустенізації проводили із швидкістю 25єС/год до 675єС, далі з піччю до 20єС.

Результати досліджень, наведені в таблиці 3.1, показують, що твердість безпосередньо після відпалу мало залежить від температури аустенізації і витримки при ній. Міцність і плинність при цьому змінюються помітніше.

Таблиця 3.2

Вплив режиму відпалу на властивості безвольфрамової швидкорізальної сталі

№ досліду	Режим відпалу	ув, , МПа	у0,2 МПа	ц, %	д %	НВ
	Темп., єС	Витримка, хв
1	820	12	895	457	48	19	255
2	820	240	863	472	49	20	241
3	820	360	857	501	36	16,5	235
4	820	480	855	443	43	19	235
5	820	600	836	537	44	16,7	247
6	850	94	856	590	47	18	233
7	850	214	837	423	50	22	235
8	850	334	844	592	40	18	237
9	850	454	849	598	43	20,9	239

Зразки, піддані відпалу при різних температурах, гартували при однаковій температурі - 1210єС в маслі. Загартовані зразки піддавали триразовому відпуску при 580єС з витримкою по 20 хв і охолодженням на повітрі.

Високий комплекс властивостей після загартування з відпуском в даному випадку можна пояснити тим, що безпосередньо після загартування сталь мала дрібнозернисту структуру (бал 10-11) і досить високий рівень легованості твердого розчину.

Таким чином, для сталі 11М5Ф найбільш оптимальним є наступний режим відпалу. Нагрів по потужності печі до 650єС, витримка до повного нагріву заготовок, потім нагрів зі швидкістю не більше 100єС/год до 900-920єС, витримка при цій температурі, охолодження з піччю до 500єС, далі допускається охолодження на повітрі.

4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА У НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ

4.1 Охорона праці

Одним з найважливіших державних завдань є турбота про поліпшення умов праці і безпеки праці на виробництві.

Основним законодавчим актом є Закон України «Про охорону праці» від 14 жовтня 1992 р.

Відповідно до Закону України «Про охорону праці» умови праці на робочому місці, безпека технологічних процесів, устаткування і інших засобів виробництва, використовуваних працівником, а також санітарно побутові умови повинні відповідати вимогам нормативних актів про охорону праці.

Особливо важливим є дотримання правил техніки безпеки при термічній обробці, оскільки при її виконанні виникають чинники, що здійснюють шкідливий вплив на людський організм, такі як загазованість, високі температури, електромагнітне випромінювання і так далі.

Подальше зниження виробничого травматизму не може бути досягнуте тільки за рахунок технічних, санітарно-гігієнічних і економічних заходів, без вдосконалення методів роботи з охорони праці, підвищення рівня знань питань техніки безпеки і охорони праці керівних і інженерно-технічних працівників.

Мета розділу - поліпшення умов праці працівників, попередження виробничого травматизму, профзахворювань, пожеж, аварій та ін. на виробничих дільницях, технологічному обладнанні, в приміщеннях та на робочих місцях ділянки термічної обробки лезових інструментів.

4.1.1 Аналіз шкідливих і небезпечних виробничих чинників

Небезпечні і шкідливі виробничі чинники, що виникають при термічній і хіміко-термічній обробці, підрозділяються на фізичні, хімічні, біологічні і психофізіологічні. До фізичних чинників відносяться: підвищена температура повітря робочої зони, підвищена запиленість і загазованість повітря робочої зони, підвищена або знижена вологість і рухливість повітря, небезпечний рівень напруги в електромережі, підвищений рівень електромагнітного випромінювання, шуму або вібрації на робочому місці, машини, що рухаються, і механізми, переміщувані вироби і матеріали.

До хімічних чинників відносяться загальнотоксичні, подразнюючі, канцерогенні.

Біологічні небезпечні і шкідливі виробничі чинники - бактерії, віруси, гриби і тому подібне, скупчуються в місцях, важкодоступних для проведення прибирання і можуть спричинити різні по тяжкості захворювання.

Психофізіологічні чинники включають фізичні і нервово-психологічні перевантаження. З перерахованих фізичних чинників перші чотири здійснюють вплив на формування метеорологічних умов в робочій зоні і в цеху в цілому. Робочою зоною слід вважати простір заввишки до двох метрів над рівнем підлоги або майданчики, на яких знаходяться робочі місця. Якщо обслуговування процесів виробництва здійснюється в різних місцях робочої зони, постійним робочим місцем є уся робоча зона.

Склад і температура атмосфери термічного цеху значною мірою залежать від видів використовуваних технологічних процесів, типів устаткування. Важливе значення має справність і належний режим роботи загальної і місцевої вентиляційних систем.

При термічній і хіміко-термічній обробці металів можлива дія на працівників різних небезпечних і шкідливих виробничих чинників, у тому числі: незахищені рухливі елементи виробничого устаткування; заготовки, готові вироби або деталі, що пересуваються; транспортні засоби, що рухаються; аерозолі фіброгенної дії (пил); несприятливий мікроклімат робочої зони; підвищена температура поверхонь устаткування і матеріалів; знижена температура при обробці деталей холодом; небезпечний рівень напруги в електричній мережі; підвищений рівень електромагнітного випромінювання (ультрафіолетового, видимого, інфрачервоного, лазерного, мікрохвильового, радіочастотного); підвищена напруженість магнітного поля; підвищений рівень шуму на робочому місці; знижена освітленість робочого місця; пожежо- і вибухонебезпечність; хімічні чинники загальнотоксичної, подразнюючої, канцерогенної дії на організм працівника; тяжкість і напруженість праці.

Усім цим чинникам необхідно приділяти постійну увагу.

4.1.1.1 Аналіз стану повітря робочої зони

Шкідливі речовини (пил, пари металоорганічних сполук) проникають в організм людини через дихальні шляхи, через шкіру і чинять подразливу дію на слизову оболонку очей, дихальні шляхи, шкіру. В організмі людини пил викликає подразнення дихальних шляхів, призводить до появи специфічних захворювань. Системи опалювання, вентиляції і кондиціонування при проведенні основних і ремонтно-допоміжних робіт повинні забезпечувати оптимальні або допустимі мікрокліматичні умови в робочій зоні відповідно до вимог Санітарних норм мікроклімату виробничих приміщень, затверджених постановою головного державного санітарного лікаря України від 01.12.99 №42 (ДСН 3.3.6.042-99), а також зниження змісту в повітрі шкідливих речовин до значень, що не перевищують гранично допустимі концентрації (ГДК), що регламентовані ГОСТ 12.1.005-88 "Система стандартів безпеки праці. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони".

Вентиляційні системи повинні відповідати вимогам ГОСТ 12.4.021-75 "Система стандартів безпеки праці. Системи вентиляційні. Загальні вимоги".

На термічній ділянці вміст шкідливих речовин до проведення заходів був наступним:

Таблиця 4.1

Аналіз концентрації шкідливих речовин у повітрі термічної ділянки [21]

Параметр	Фактична концентрація, мг/м2	ГДК, мг/м2
Оксид азоту (N2O)	20	5
Хлорид барію (BaCl2)	1,8	0,3
Гідрооксид калію (KOH)	2,2	0,5
Нітрат калію (KNO3)	15	5
Масла індустріальні (И-12А, И-20А)	25	5

На організм людини найбільш впливає мікроклімат приміщення.

У цеху мають бути сприятливі метеорологічні умови праці відповідно до ГОСТ 12.1.005-88, значення температури, відносної вологості і швидкості руху повітря встановлюються для робочої зони виробничих приміщень залежно від категорії тяжкості виконуваної роботи, величини надлишків явного, такого, що виділяється в приміщенні, тепла і періоду року. Оптимальні норми температури, відносної вологості і швидкості повітря в робочій зоні виробничого приміщення показані в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2.

Оптимальні норми температури, відносної вологості і швидкості повітря в робочій зоні виробничого приміщення

Сезон року	Категорії робіт*	Температура, єС	Відносна вологість, %	Швидкість повітря, м/с, не більше
Холодний і перехідний період (температура зовнішнього повітря <10єС)	Середньої тяжкості	17 - 19	60 - 40	0,3
Теплий період (температура зовнішнього повітря >10єС)	Середньої тяжкості	20 - 22	60 - 40	0,4

Примітка: категорії робіт - це розмежування робіт на основі загальних енерговитрат організму, вимірюваних в Дж/с [22].

4.1.1.2 Аналіз небезпеки дії випромінювань

Робітники-термісти при виконанні різних операцій термічної обробки, знаходячись поблизу відкритих завантажувально-розвантажувальних вікон печей, піддаються дії теплових випромінювань. В умовах нормального проведення технологічного процесу це не чинить негативного впливу на здоров'я працюючих. При поганій теплоізоляції завантажувальних вікон, незадовільній вентиляції, високій температурі довкілля, порушенні технології можливе перегрівання організму. Цьому сприяє висока вологість повітря, щільний одяг, оскільки усе це утрудняє випар через шкірний покрив, а отже, охолодження тіла.

Сильне перегрівання може привести до теплового удару, при якому порушується механізм терморегуляції в організмі, що швидко призводить до розладу діяльності центральної нервової системи.

При перегріванні з'являється наростаюча слабкість, головний біль, сонливість, почервоніння лиця. Надалі, при тривалій дії чинників, що викликають перегрівання, до цих явищ приєднується запаморочення, шум у вухах, болі в спині і кінцівках, підвищення температури тіла до 40єC.

Згідно ГОСТ 12.1.005-88, інтенсивність теплового опромінення працюючих від нагрітих поверхонь технологічного устаткування, освітлювальних приладів, інсоляції на постійних і непостійних робітниках місцях не повинна перевищувати 35 Вт/мІ при опроміненні 50 % поверхонь тіла і більше, 70 Вт/мІ -- при величині опромінюваної поверхні від 25 до 50 % і 100 Вт/мІ -- при опроміненні не більше 25 % поверхні тіла.

Інтенсивність теплового опромінення працюючих від відкритих джерел (нагрітий метал, скло, «відкрите» полум'я та ін.) не повинна перевищувати 140 Вт/мІ, при цьому опроміненню не повинне піддаватися більше 25 % поверхні тіла і обов'язковим є використання засобів індивідуального захисту, у тому числі засобів захисту лиця і очей.

За наявності теплового опромінення температура повітря на постійних робітничих місцях не повинна перевищувати вказані в таблиці Х.2 верхні межі оптимальних значень для теплого періоду року.

4.1.1.3 Аналіз небезпеки ураження електричним струмом

При обслуговуванні електроустановок (ванна соляна СВС) з напругою 380В виникає небезпека ураження електричним струмом.

Головні причини нещасних випадків від дії електричного струму:

- випадковий дотик або наближення на небезпечну відстань до струмопровідних частин, що знаходяться під напругою;

- поява напруги на металевих частинах верстатів в результаті ушкодження ізоляції.

Ураження електричним струмом відбувається в результаті дотику людини до струмопровідних частин, що знаходилися під напругою. Величина струму, що проходить через тіло людини, залежить від режиму нейтралі мережі, активного і ємнісного опору між фазними дротами і землею, а також схеми включення людини в ланцюг струму.

Ступінь ураження людини електричним струмом визначається силою струму, що пройшов через тіло людини, і є визначальним чинником при дії на організм людини.

Залежно від класу приміщень по небезпеці ураження електричним струмом встановлюються величини безпечної напруги, що не вимагають спеціальних заходів захисту [23].

Для звичайних приміщень U_без.=36В, для особливо небезпечних приміщень вологість 75% і t 25С U_без.=12В.

Згідно ПУЭ-2009, проектована ділянка термічної обробки лезових інструментів належить до категорії приміщень «Без підвищеної небезпеки».

До чинників електробезпеки в трифазних електричних мережах відносяться: хороша електрична ізоляція електричної мережі від «землі» і навколишніх предметів, а також застосування захисного заземлення корпусів устаткування.

Для захисту від ураження електричним струмом усі робочі місця, пов'язані з використанням електроенергії, повинні відповідати вимогам електробезпеки по ГОСТ 12.1.030-82.

У проектованому виробничому цеху для запобігання ураженню електричним струмом передбачені: захисне заземлення, аварійне відключення, плавкі запобіжники.

4.1.1.4 Аналіз пожежної небезпеки

Джерела займання у виробничих умовах різноманітні за природою свого виникнення і по запасу енергії, яку вони можуть передати. У ряді випадків причиною займання горючих речовин можуть бути джерела тепла, необхідні для проведення технологічного процесу. У термічному цеху це - нагрівальні печі і установки, розжарені деталі і так далі. Разом з цим причиною виникнення пожеж у виробничих умовах можуть бути несправності технологічного устаткування нагрівальних печей, ванн, гартівних баків, установок ТВЧ і контрольно-вимірювальних приладів, а також несправності в електроустановках.

Будь-яка горюча речовина може загорітися, але для цього потрібні певні джерела займання. У тому випадку, коли температура джерела тепла буде нижча температури самозаймання горючого середовища або кількість теплової енергії джерела займання виявиться недостатньою для процесу горіння, займання не станеться. Наприклад, гартівне масло, що має кімнатну температуру, не можна запалити іскрою або сірником, оскільки теплова енергія виявиться при цьому недостатньою для створення горючьої концентрації пари масла в повітрі. Таким чином, горить не саме масло (як, втім і будь-яка інша горюча рідина), а пари досягши їх концентрації в повітрі певної величини. Аналогічний процес відбувається при горінні твердих речовин: полум'ям горять не самі по собі тверді речовини, а газоподібні і пароподібні продукти, що виділяються при розкладанні цих речовин в умовах нагріву.

У термічних цехах пожежі можуть бути викликані спалахом масла в гартівному баку в результаті його перегрівання; витоком горючого газу з газопроводів або печей, що призводить до утворення вибухо- і пожежо-небезпечної суміші газу і повітря; викидом розплавлених солей і лугів з печей-ванн при попаданні в них вологи і займання предметів, на які потрапляють бризки розплаву. Самозайманням пилу і порошків деяких матеріалів (титану, алюмінію, вугілля та ін.), що супроводжується вибухом; застосуванням відкритого вогню, наприклад при зварюванні без дотримання належних заходів обережності; займання дрантя і інших матеріалів в результаті порушення правил складування гарячих деталей; іскрою і електричною дугою, що виникли в несправних електроустановках; загорянням ізоляції внаслідок короткого замикання дротів, в яких порушений ізоляційний шар; іскрою від розряду статичної електрики, що утворюється при русі рідини по трубах або місткості; несправністю устаткування і контрольно-вимірювальних приладів. Наприклад, порушення герметизації в печах з контрольованою атмосферою може привести до утворення вибухонебезпечної суміші газу і повітря, зрив шланга з патрубка для подання рідкого карбюризатора - до його розтікання по гарячій печі і в результаті до займання.