Болат ширетүү: классификация. Болоттордун ширетүү топтору

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Болот негизги конструкциялык материал болуп саналат. Бул ар кандай аралашмаларды камтыган темир-көмүртек эритмеси. Анын курамына кирген бардык компоненттер куйма касиеттерине таасир этет. Металлдардын технологиялык мүнөздөмөлөрүнүн бири - жогорку сапаттагы ширетилген бириктиргичтерди түзүү жөндөмдүүлүгү.

Болаттын ширетүүчүлүгүн аныктоочу факторлор

Болаттын ширетүүчүлүгүн баалоо негизги көрсөткүчтүн мааниси - С_{эквивалент менен жүргүзүлөт. Бул көмүртектин курамынын жана негизги легирлөөчү элементтердин ширетүүчүнүн мүнөздөмөлөрүнө тийгизген таасиринин даражасын эске алган шарттуу коэффициент.}

Төмөнкү факторлор болоттун ширетүүчүлүгүнө таасир этет:

1. Көмүртек мазмуну.
2. Зыяндуу аралашмалардын болушу.
3. Допинг даражасы.
4. Микроструктура көрүнүшү.
5. Экологиялык шарттар.
6. Металлдын калыңдыгы.

Эң маалымат берүүчү параметр бул химиялык курамы.

Болаттарды ширетүүчү топтор боюнча бөлүштүрүү

Төмөнкүгө жарашабардык бул факторлор, болоттун ширетүүчүлүгү ар кандай мүнөздөмөлөргө ээ.

Болаттардын ширетүүчүлүгү боюнча классификациясы.

• Жакшы (С_{eq≧0 болгондо, 25%): көмүртектүү болоттон жасалган тетиктер үчүн; буюмдун калыңдыгына, аба ырайынын шарттарына, даярдык иштеринин болушуна көз каранды эмес.}
• Канаттандырарлык (0,25%≦С_{eq≦0,35%): экологиялык шарттарга жана ширетилген конструкциянын диаметрине чектөөлөр бар (абанын температурасы -5 чейин, тынч жерде аба ырайы, калыңдыгы 20 ммге чейин).}
• Чектелген (0,35%≦C_{eq≦0,45%): Сапаттуу тигиш түзүү үчүн алдын ала жылытуу керек. Ал "жылмакай" аустениттик трансформацияларга, туруктуу структуралардын (феррит-перлиттик, бейниттик) пайда болушуна өбөлгө түзөт.}
• Жаман (С_{eq≧0, 45%): металлдын четтерин алдын ала температуралык жактан даярдоосуз, ошондой эле кийинки термикалык иштетүүсүз механикалык жактан туруктуу ширетүүчү кошулманы түзүү мүмкүн эмес. ширетилген түзүлүштүн. Керектүү микроструктураны түзүү үчүн кошумча жылытуу жана жылмакай муздатуу талап кылынат.}

Болат ширетүү топтору темир-көмүртек эритмелеринин белгилүү сортторун ширетүүнүн технологиялык өзгөчөлүктөрүн башкарууну жеңилдетет.

Жылуулук менен дарылоо

Болаттардын ширетилүүчүлүгүнүн тобуна жана тиешелүү технологиялык өзгөчөлүктөргө жараша ширетүүчү кошулмалардын мүнөздөмөлөрү ырааттуу температуралык эффекттерди колдонуу менен жөнгө салынышы мүмкүн. Термиялык иштетүүнүн 4 негизги ыкмасы бар: катуулантуу, чыңдоо,күйдүрүү жана нормалдаштыруу.

Эң кеңири таралгандары ширетүүнүн катуулугун жана бир эле убакта бекемдигин өчүрүү жана чыңдоо, стресстен арылтуу, жаракалардын алдын алуу. Чыдатуу даражасы материалга жана керектүү касиеттерге жараша болот.

Даярдоо иштеринин жүрүшүндө металл конструкцияларды жылуулук менен иштетүү жүргүзүлөт:

• аннеалдоо - металлдын ичиндеги стресстен арылтуу, анын жумшактыгын жана ийкемдүүлүгүн камсыз кылуу;
• температура айырмасын азайтуу үчүн алдын ала ысытылган.

Температуранын таасирин сарамжалдуу башкаруу төмөнкүлөргө мүмкүндүк берет:

• бөлүктү жумушка даярдоо (бүрдүктөрдү майдалоо менен бардык ички стресстерден арылтуу);
• муздак металлдагы температура айырмасын азайтуу;
• микроструктурасын термикалык оңдоо менен ширетилген объекттин сапатын жакшыртыңыз.

Температуранын айырмачылыктары боюнча касиеттерди оңдоо жергиликтүү же жалпы болушу мүмкүн. Edge жылытуу газ же электр жаасы жабдууларды колдонуу менен жүзөгө ашырылат. Бүткүл бөлүгүн жылытып, жай муздатуу үчүн атайын мештер колдонулат.

Микроструктуранын касиеттерге тийгизген таасири

Жылуулук менен иштетүү процесстеринин маңызы куйма ичиндеги структуралык өзгөрүүлөргө жана алардын катууланган металлга тийгизген таасирине негизделген. Ошентип, 727 ˚C температурага чейин ысытылганда, ал аралаш гранулдуу аустениттик түзүлүш болуп саналат. Муздатуу ыкмасы трансформация опцияларын аныктайт:

1. Мештин ичинде (ылдамдыгы 1˚C/мин) - перлит структуралары 200 HB катуулугу менен түзүлөт (Бринелл катуулугу).
2. Күйүкаба (10˚С/мин) – сорбит (феррит-перлит бүртүкчөлөрү), катуулугу 300 HB.
3. Май (100˚C/мин) – троостит (феррит-цементит микроструктурасы), 400 HB.
4. Суу (1000˚C/мүнөт) – мартенсит: катуу (600 HB), бирок морттуктуу түзүлүш.

Ширетүүчү кошулма жетишерлик катуулугу, бекемдиги, пластикалык сапат көрсөткүчтөрүнө ээ болушу керек, ошондуктан тигиштин мартенситтик мүнөздөмөлөрү кабыл алынбайт. Төмөн көмүртектүү эритмелер ферриттик, феррит-перлиттик, феррит-аустениттик түзүлүшкө ээ. Орто көмүртектүү жана орто легирленген болоттор - перлиттүү. Жогорку көмүртектүү жана жогорку легирленген - мартенсит же троостит, бул феррит-аустениттик формага алып келүү үчүн маанилүү.

Жумшак болот ширетүү

Көмүртектүү болоттордун ширетүүчүлүгү көмүртектин жана аралашмалардын саны менен аныкталат. Алар күйүп кетүүгө жөндөмдүү, газ түрүнө айланып, тигишке сапатсыз көзөнөктүүлүк берет. Күкүрт жана фосфор дандардын четтерине топтолуп, структуранын морттугун жогорулатат. Ширетүү эң жөнөкөйлөштүрүлгөн, бирок жеке мамилени талап кылат.

Жалпы сапаттагы көмүртектүү болот үч топко бөлүнөт: A, B жана C. Ширетүү иштери С тобундагы металл менен жүргүзүлөт.

ГОСТ 380-94 боюнча VST1 - VST4 маркасындагы болоттун ширетүү жөндөмдүүлүгү чектөөлөрдүн жана кошумча талаптардын жоктугу менен мүнөздөлөт. Диаметри 40 ммге чейинки тетиктерди ширетүү жылытуусуз ишке ашат. Сорттор боюнча мүмкүн болгон көрсөткүчтөр: G - марганецтин жогорку курамы; kp, ps, cn - "кайнап жаткан", "жарым тынч", "тынч"тиешелүүлүгүнө жараша.

Төмөн көмүртектүү сапаттагы болот көмүртектин жүздөн бир бөлүгүн белгилөө менен, деоксиданттуулук даражасын жана марганецтин курамын көрсөтүүчү сорттор менен көрсөтүлөт (ГОСТ 1050-88): болот 10 (ошондой эле 10кп, 10пс, 10Г), 15 (ошондой эле 15кп, 15сек., 15Г), 20 (ошондой эле 20кп, 20сек., 20G).

Сапаттуу ширетүүнү камсыз кылуу үчүн ширетүүчү бассейнди көмүртек С жана марганец Mn менен каныктыруу процессин жүргүзүү зарыл.

Ширеттүү ыкмалары:

1. Диаметри 2ден 5 ммге чейинки атайын, алгач кальциленген электроддор аркылуу кол догасы. Түрлөрү: E38 (орточо күч үчүн), E42, E46 (420 МПа чейин жакшы бекемдик үчүн), E42A, E46A (татаал конструкциялардын жогорку бекемдиги жана өзгөчө шарттарда иштеши үчүн). ОММ-5 жана УОНИ 13/45 таякчалары менен ширетүү туруктуу токтун таасири астында жүргүзүлөт. ЦМ-7, ОМА-2, СМ-11 электроддору менен иштөө ар кандай мүнөздөмөдөгү ток менен жүргүзүлөт.
2. Газ менен ширетүүчү. Көбүнчө жагымсыз, бирок мүмкүн. Бул Sv-08, Sv-08A, Sv-08GA, Sv-08GS толтургуч зымды колдонуу менен ишке ашырылат. Жука аз көмүртектүү металл (d 8мм) сол жагынан, калың (d 8мм) - туура жол менен ширетилген. Тигинин касиеттериндеги кемчиликтерди нормалдаштыруу же күйдүрүү жолу менен жоюуга болот.

Төмөн көмүртектүү болотторду ширетүү кошумча жылытуусуз жүргүзүлөт. Жөнөкөй форманын чоо-жайы үчүн эч кандай чектөөлөр жок. Бул шамалдан көлөмдүү жана тордуу структураларды коргоо үчүн маанилүү болуп саналат. Татаал объекттерди цехте 5˚С төмөн эмес температурада ширетүү максатка ылайыктуу.

Ошентип, VST1 - VST4 класстары үчүн, болот 10 - болот 20 - ширетүүчүлүк жакшы, иш жүзүндөчектөөсүз, ширетүүчү ыкмасын, электроддун түрүн жана токтун мүнөздөмөлөрүн стандарттуу жеке тандоону талап кылат.

Орто жана жогорку көмүртектүү структуралык болоттор

Эритменин көмүртек менен каныккандыгы анын жакшы кошулмаларды түзүү жөндөмүн төмөндөтөт. Дога же газ жалынын жылуулук эффектилеринин процессинде күкүрт бүртүкчөлөрдүн четине чогулуп, кызыл морттукка, фосфор муздак морттукка алып келет. Көбүнчө марганец менен кошулган материалдар ширетилген.

Буга кадимки сапаттагы VSt4, VSt5 (ГОСТ 380-94), жогорку сапаттагы 25, 25G, 30, 30G, 35, 35G, 40, 45G (ГОСТ 1050-88) ар кандай металлургиялык өндүрүштүн конструкциялык болоттору кирет..

Жумуштун мацызы ширетуучу бассейндеги углероддун елчемун азайтуу, андагы металлды кремний жана марганец менен каныктыруу, оптималдуу технологияны камсыз кылуу болуп саналат. Ошол эле учурда механикалык касиеттердин туруксуздугуна алып келиши мүмкүн болгон көмүртектин ашыкча жоготууларынын алдын алуу маанилүү.

Орто жана жогорку көмүртектүү болоттор менен ширетүүнүн өзгөчөлүктөрү:

1. Жаны 150 ммге чейин 100-200˚С чейин жээкти алгачкы жылытуу. Кошумча жылытуусуз Vst4 жана 25 болот маркалары гана ширетилген. Канааттандырарлык ширетүү жөндөмдүүлүгү бар орто көмүртектүү болоттор үчүн толук нормалдаштыруу ишке киришкенге чейин жүргүзүлөт. Жогорку көмүртектүү болоттор үчүн алдын ала күйүү талап кылынат.
2. Арк менен ширетүү 3-6 мм өлчөмүндөгү (ОЗС-2, УОНИ-13/55, АНО-7) капталган кальциленген электроддор менен туруктуу токтун астында жүргүзүлөт. иштөөгө мүмкүнагым же коргоочу газдар (CO_{2, аргон).}
3. Газ менен ширетүү 200˚C температурага чейин алдын ала ысытуу менен, ацетилендин бир калыпта аз энергия менен камсыз болушу менен, сол кол менен карбюризациялоочу жалын менен жүргүзүлөт.
4. Тетиктерди милдеттүү түрдө жылуулук менен иштетүү: ички чыңалууларды азайтуу, крекингди болтурбоо, катып калган мартенситтик жана трооститтик структураларды жумшартуу үчүн катуулоо жана чыӊдоо же өзүнчө чыӊдоо.
5. Байланыш жеринде ширетүү чектөөсүз аткарылат.

Ошентип, орто жана жогорку көмүртектүү конструкциялык болоттор иш жүзүндө чектөөсүз, 5˚С кем эмес тышкы температурада ширетилген. Төмөнкү температураларда алдын ала ысытуу жана жогорку сапаттагы жылуулук менен дарылоо милдеттүү.

Төмөн легирленген болотторду ширетүү

легирленген болоттор - каалаган касиеттерге ээ болуу үчүн эрүү учурунда ар кандай металлдар менен каныккан болот. Алардын дээрлик бардыгы катуулугуна жана бекемдигине оң таасирин тийгизет. Хром жана никель ысыкка чыдамдуу жана дат баспас эритмелердин бир бөлүгү болуп саналат. Ванадий жана кремний ийкемдүүлүктү берет, пружиналарды жана пружиналарды даярдоо үчүн материал катары колдонулат. Молибден, марганец, титан тозууга туруктуулукту, вольфрам - кызыл катуулукту жогорулатат. Ошол эле учурда тетиктердин касиеттерине оң таасирин тийгизип, алар болоттун ширетилишин начарлатат. Мындан тышкары, катуулануу даражасы жана мартенситтик структуралардын пайда болушу, ички чыңалуулар жана тигиштерде жарылуу коркунучу жогорулайт.

Легирленген болоттордун ширетүү жөндөмдүүлүгү да алар менен аныкталатхимиялык курамы.

Төмөн легирленген аз көмүртектүү болоттор 2GS, 14G2, 15G, 20G (ГОСТ 4543-71), 15HSND, 16G2AF (ГОСТ 19281-89) жакшы ширетилген. Стандарттык шарттарда алар процесстердин аягында кошумча жылытуу жана жылуулук менен дарылоону талап кылбайт. Бирок, кээ бир чектөөлөр дагы эле бар:

• Уруксат берилген жылуулук шарттарынын тар диапазону.
• Жумуш -10˚С төмөн эмес температурада жүргүзүлүшү керек (атмосфералык төмөнкү температуранын шарттарында, бирок -25˚Сден төмөн эмес, 200˚С чейин алдын ала ысытуу керек).

Мүмкүн жолдор:

• Турак ток 40 – 50 А, электроддор E55, E50A, E44A менен электр жаа менен ширетүү.
• Толтуруучу зымды Sv-08GA, Sv-10GA менен автоматтык түрдө суу астындагы дога менен ширетүү.

09G2S, 10G2S1 болоттун ширетүү жөндөмдүүлүгү да жакшы, талаптар жана ишке ашыруунун мүмкүн болгон ыкмалары 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15KhSND, 16G2AF эритмелериндегидей. 09G2S, 10G2S1 эритмелеринин маанилүү өзгөчөлүгү диаметри 4 смге чейинки тетиктердин четтерин даярдоонун зарылдыгынын жоктугу болуп саналат.

Орто легирленген болотторду ширетүү

Орто легирленген болоттор 20KhGSA, 25KhGSA, 35KhGSA (ГОСТ 4543-71) борпоң тигиштердин пайда болушуна кыйла туруктуулукту көрсөтөт. Алар канааттандырарлык ширетүү жөндөмдүүлүгү менен топко кирет. Алар 150-200˚С температурага чейин алдын ала ысытууну, көп катмарлуу ширетүүнү, ширетүү аяктагандан кийин катууланууну жана жумшартууну талап кылат. Параметрлер:

• Электр жаасы менен ширетүүдө токтун жана электроддун диаметрижука четтери жумуш учурунда катуураак каларын эске алуу менен металлдын калыңдыгына жараша катуу тандалат. Ошентип, 2-3 мм продукт диаметри менен, учурдагы мааниси 50-90 А чегинде болушу керек. 7-10 мм четинин калыңдыгы менен, тескери полярдуулуктун түз агымы 4-6 мм электроддор аркылуу 200 А чейин көбөйөт. Целлюлоза же кальций фторидинин коргоочу каптамалары бар таякчалар (Sv-18KhGSA, Sv-18KhMA) колдонулат.
• Коргоочу газ чөйрөсүндө иштегенде CO_{2 диаметри жогору болгон Sv-08G2S, Sv-10G2, Sv-10GSMT, Sv-08Kh3G2SM зымдарын колдонуу зарыл. 2 ммге чейин.}

Бул материалдар үчүн көбүнчө аргон жаасы ыкмасы же суу астындагы дога менен ширетүү колдонулат.

Ысыкка чыдамдуу жана жогорку бышык болоттор

Ысыкка чыдамдуу темир-көмүртек эритмелери 12MX, 12X1M1F, 25X2M1F, 15X5VF менен ширетүү 300-450˚С температурага чейин алдын ала ысытуу, акыркы катуулантуу жана жогорку температурада жүргүзүлүшү керек.

• Калцинацияланган капталган электроддор UONII 13 / 45MH, TML-3, TsL-30-63, TsL-39 менен көп катмарлуу тигишти долбоорлоо үчүн каскаддык ыкмада электр жаа менен ширетүү.
• Ацетилен менен камсыздоо 100 дм3/мм Sv-08KhMFA, Sv-18KhMA толтуруучу материалдарды колдонуу менен газ ширетүү. Түтүк туташтыруу мурунку газ жылытуу менен ишке ашырылат.

14Kh2GM, 14Kh2GMRB орто легирленген жогорку бекем материалдарды ширетүүдө кээ бир нюанстарды эске алуу менен ысыкка чыдамдуу болоттордогудай эле эрежелерди сактоо маанилүү:

• Кылдат тазалоочеттери жана тактарды колдонуу.
• Электроддун жогорку температурада күйгүзүлүшү (450˚Cге чейин).
• Калыңдыгы 2 смден ашкан бөлүктөр үчүн 150˚C чейин алдын ала ысытыңыз.
• Тигиштерди жай муздатуу.

Жогорку легирленген болоттор

Жогорку легирленген болотторду ширетүүдө атайын технологияны колдонуу зарыл. Бул дат баспас, ысыкка чыдамдуу жана ысыкка чыдамдуу эритмелердин зор спектрин камтыйт, алардын айрымдары: 09Kh16N4B, 15Kh12VNMF, 10Kh13SYu, 08Kh17N5MZ, 08Kh18G8N2T, 03Kh16N15MZK1G, 03Kh16N15MZK1G, Болоттордун ширетүү жөндөмдүүлүгү (ГОСТ 5632-72) 4-топко кирет.

Жогорку көмүртектүү жогорку эритмелүү болоттун ширетүү касиети:

1. Жылуулук өткөргүчтүгү төмөн болгондуктан токтун күчүн орточо 10-20% кыскартуу керек.
2. Ширеттүү боштук менен, 2 ммге чейинки электроддор менен жүргүзүлүшү керек.
3. Фосфордун, коргошундун, күкүрттүн, сурьманын курамын азайтуу, молибдендин, ванадийдин, вольфрамдын көптүгүн атайын капталган таякчалардын жардамы менен көбөйтүү.
4. Аралаш ширетүүчү микроструктураны түзүү зарылчылыгы (аустенит + феррит). Бул чөккөн металлдын ийкемдүүлүгүн жана ички чыңалууларды минималдаштырууну камсыздайт.
5. Ширетүүнүн алдында четтерин милдеттүү түрдө жылытуу. Температура конструкциялардын микроструктурасына жараша 100дөн 300˚Сге чейинки диапазондо тандалат.
6. Жаа менен ширетүүдө капталган электроддорду тандоо тетиктердин түрү, касиеттери жана иштөө шарттары менен аныкталат: 12X18H9 аустениттик болот үчүн: UONII 13 / NZh, OZL-7, Sv-06Kh19N9T менен OZL-14 жабуулар,Sv-02X19H9; мартенситтүү болот 20Kh17N2 үчүн: UONII 10Kh17T, AN-V-10 Sv-08Kh17T менен капталган; аустениттик-ферриттүү болот 12Kh21N5T үчүн: TsL-33 Sv-08Kh11V2MF менен капталган.
7. Газ менен ширетүүдө ацетилендин берилиши 70-75 дм3/мм чоңдугуна туура келиши керек, толтуруучу зым Sv-02Kh19N9T, Sv-08Kh19N10B колдонулат.
8. Суу астындагы дога операциялары NZh-8 аркылуу мүмкүн.

Болаттын ширетүүчүлүгү салыштырмалуу параметр. Бул металлдын химиялык курамына, анын микроструктурасына жана физикалык касиеттерине жараша болот. Ошону менен бирге жогорку сапаттагы звенолорду тузуу мумкунчулугун жакшылап ойлонулган технологиялык мамиленин, атайын жабдуулардын жана эмгек шарттарынын жардамы менен тууралоого болот.