Ысыкка чыдамдуу эритмелер. Атайын болоттор жана эритмелер. Ысыкка чыдамдуу эритмелерди чыгаруу жана колдонуу

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Азыркы индустрияны болот сыяктуу материалсыз элестетууге болбойт. Аны дээрлик ар бир бурулушта кезиктиребиз. Анын курамына ар кандай химиялык элементтерди киргизүү менен механикалык жана эксплуатациялык касиеттерин бир топ жакшыртса болот.

Болат деген эмне

Болот - көмүртек жана темир камтыган эритме. Ошондой эле, мындай эритмеде (төмөндөгү сүрөт) башка химиялык элементтердин кирлери болушу мүмкүн.

Бир нече структуралык абалдар бар. Эгерде көмүртектин курамы 0,025-0,8% чегинде болсо, анда бул болоттор гипоэвтектоид деп аталат жана структурасында перлит жана феррит болот. Эгерде болот гиперевтектоиддүү болсо, анда перлиттик жана цементиттик фазаларды байкоого болот. Феррит структурасынын өзгөчөлүгү анын жогорку пластикалуулугу болуп саналат. Цементиттин катуулугу да чоң. Перлит мурунку эки фазаны түзөт. Ал гранулдуу формага (цементиттин кошулмалары тегерек формага ээ феррит бүртүкчөлөрүнүн боюнда жайгашкан) жана пластинкалуу (эки фаза тең плитага окшош) болушу мүмкүн. Эгерде полат кайсы температурадан жогору ысытылсаполиморфтук модификациялар пайда болуп, структурасы аустениттикке өзгөрөт. Бул фаза пластикалыкты жогорулатты. Эгерде көмүртектин курамы 2,14% ашса, анда мындай материалдар жана эритмелер чоюн деп аталат.

Болаттын түрлөрү

Составына жараша болот көмүртектүү жана легирленген болот. 0,25% кем көмүртек мазмуну жумшак болотту мүнөздөйт. Анын көлөмү 0,55% жетсе, анда биз орто көмүртектүү эритме жөнүндө сөз болот. Курамында 0,6% ашык көмүртек бар болот жогорку көмүртектүү болот деп аталат. Эгерде эритме өндүрүү процессинде технология белгилүү бир химиялык элементтерди киргизүүнү камтыса, анда бул болот легирленген деп аталат. Ар кандай компоненттерди киргизүү анын касиеттерин олуттуу түрдө өзгөртөт. Алардын саны 4% ашпаса, анда эритме аз легирленген. Орто легирленген жана жогорку легирленген болот, тиешелүүлүгүнө жараша, 11% га чейин жана 12% дан ашык кошулмаларды камтыйт. Болот эритмелери колдонулган аймакка жараша алардын мындай түрлөрү бар: аспаптык, конструкциялык жана атайын болоттор жана эритмелер.

Өндүрүш технологиясы

Болат эритүү процесси бир топ түйшүктүү. Ал бир нече этаптарды камтыйт. Баарыдан мурда сырьё - темир рудасы керек. Биринчи этапта белгилүү бир температурага чейин жылытуу кирет. Бул учурда кычкылдануу процесстери пайда болот. Экинчи этапта температура бир топ жогорулайт. Көмүртектин кычкылдануу процесстери интенсивдүү. Эритмени кычкылтек менен кошумча байытуу мүмкүн. Керексиз кирлер жок кылынатшлак. Кийинки кадам болоттон кычкылтекти алып салуу болуп саналат, анткени ал механикалык касиеттерин бир топ төмөндөтөт. Бул диффузиялык же тундурма жол менен жүргүзүлүшү мүмкүн. Эгерде деоксидант процесси жүрбөсө, анда пайда болгон болот кайнап жаткан болот деп аталат. Тынч эритме газдарды чыгарбайт, кычкылтек толугу менен алынып салынат. Аралык позицияны жарым тынч болоттор ээлейт. Темир эритмелерин өндүрүү мартенде, индукциялык мештерде, кычкылтек конвертерлеринде жүргүзүлөт.

Болат эритмеси

Платтын айрым касиеттерин алуу үчүн анын курамына атайын легирлөөчү заттар киргизилет. Бул эритменин негизги артыкчылыктары ар кандай деформацияларга туруктуулугун жогорулатуу, тетиктердин жана башка структуралык элементтердин ишенимдүүлүгүн кыйла жогорулатат. Катуу жаракалардын жана башка кемчиликтердин пайызын азайтат. Көп учурда бул ар кандай элементтер менен каныктыруу ыкмасы химиялык коррозияга каршылык көрсөтүү үчүн колдонулат. Бирок бир катар кемчиликтер да бар. Алар кошумча иштетүүнү талап кылат, үлүштөрдүн пайда болуу ыктымалдыгы жогору. Мындан тышкары, материалдын баасы да жогорулайт. Кеңири таралган легирлөөчү элементтерге хром, никель, вольфрам, молибден, кобальт кирет. Алардын колдонуу чөйрөсү абдан чоң. Бул машина курууну жана түтүктөрдү, электр станцияларын, авиацияны жана башка көптөгөн нерселерди жасоону камтыйт.

Жылуулукка туруктуулук жана ысыкка туруктуулук түшүнүгү

Жылуулукка туруктуулук түшүнүгү металлдын же эритменин жогорку температурада иштөөдө өзүнүн бардык мүнөздөмөлөрүн сактап калуу жөндөмдүүлүгүн билдирет. Мындай чөйрөдө, көп учурдагаздын коррозиясы байкалат. Демек, материал да анын аракетине туруктуу болушу керек, башкача айтканда, ысыкка чыдамдуу болушу керек. Ошентип, олуттуу температурада колдонулган эритмелердин мүнөздөмөсү бул эки түшүнүктү камтышы керек. Ошондо гана мындай болоттор тетиктерге, шаймандарга жана башка конструкциялык элементтерге керектүү кызмат мөөнөтүн камсыздайт.

Ысыкка чыдамдуу болоттун өзгөчөлүктөрү

Температура жогорку маанилерге жеткен учурларда кыйрабаган жана деформацияга батпай турган эритмелерди колдонуу талап кылынат. Бул учурда ысыкка чыдамдуу эритмелер колдонулат. Мындай материалдар үчүн иштөө температурасы 500ºС жогору. Мындай болотторду мүнөздөгөн маанилүү жагдайлар - бул жогорку чыдамкайлык чеги, пластикалык, узак убакыт бою сакталат, ошондой эле релаксациянын туруктуулугу. Кобальт, вольфрам, молибден: олуттуу жогорку температурага туруктуулугун жогорулатуу мүмкүн элементтердин бир катар бар. Chromium да талап кылынган компонент болуп саналат. Ал күчкө анчалык деле таасир этпейт, анткени масштабдын каршылыгын жогорулатат. Chromium ошондой эле коррозия процесстерин алдын алат. Бул түрдөгү эритмелердин дагы бир маанилүү өзгөчөлүгү - жай сойлоо.

Түзүлүшү боюнча ысыкка чыдамдуу болоттордун классификациясы

Ысыкка чыдамдуу жана ысыкка чыдамдуу эритмелер ферриттик класска кирет, мартенситтик, аустениттик жана феррит-мартенситтик түзүлүшкө ээ. Биринчисинде болжол менен 30% хром бар. Атайын иштетилгенден кийин структура майда бүртүкчөлүү болуп калат. жылытуу температурасы 850ºС ашса, анда данкөбөйүп, мындай ысыкка чыдамдуу материалдар морт болуп калат. Мартенситтик класс төмөнкүдөй хром менен мүнөздөлөт: 4%тен 12%ке чейин. Никель, вольфрам жана башка элементтер да аз өлчөмдө болушу мүмкүн. Алардан автомобилдердин турбиналарынын жана клапандарынын тетиктери жасалат. Структурасында мартенсит жана феррит бар болоттор туруктуу жогорку температурада иштөөгө жана узак мөөнөттүү иштөөгө ылайыктуу. хром мазмуну 14% жетет. Аустенит никельди ысыкка чыдамдуу эритмелерге киргизүүдөн алынат. Окшош түзүлүштөгү болоттор көптөгөн сортторго ээ.

Никель негизиндеги эритмелер

Никель бир катар пайдалуу касиеттерге ээ. Ал болоттун иштөө жөндөмдүүлүгүнө (ысык да, муздак да) оң таасирин тийгизет. Эгерде бөлүк же курал агрессивдүү чөйрөдө иштөөгө ылайыкталган болсо, анда бул элемент менен эритмелөө коррозияга туруктуулукту кыйла жогорулатат. Никелден жасалган ысыкка чыдамдуу материалдар төмөнкүдөй топторго бөлүнөт: ысыкка чыдамдуу жана иш жүзүндө ысыкка чыдамдуу. Акыркысы да минималдуу ысыкка туруктуу мүнөздөмөлөргө ээ болушу керек. Иштөө температурасы 1200ºС жетет. Мындан тышкары, хром же титан кошулат. Мүнөздүү, никель менен легирленген болоттор барий, магний, бор сыяктуу аралашмалар аз өлчөмдө бар, ошондуктан дан чек аралары бекемделет. Бул типтеги ысыкка чыдамдуу эритмелер согма жана прокат түрүндө чыгарылат. Ошондой эле тетиктерди куюуга болот. Алардын негизги колдонуу чөйрөсү газ турбиналык элементтерин өндүрүү болуп саналат. Никелден жасалган ысыкка чыдамдуу эритмелерде 30%ке чейин хром болот. Алар штамптоо, ширетүү үчүн жетиштүү жакшы карыз. Мындан тышкары, масштабдуу каршылык жогорку денгээлде. Бул аларды газ түтүк системаларында колдонууга мүмкүндүк берет.

Ысыкка чыдамдуу титан эритме болот

Титан аз өлчөмдө (0,3%ке чейин) киргизилет. Бул учурда, ал эритмесинин бекемдигин жогорулатат. Анын мазмуну алда канча жогору болсо, анда кээ бир механикалык касиеттери (катуулугу, бекемдиги) начарлайт. Бирок пластикалык күчөйт. Бул болотту кайра иштетүүнү жеңилдетет. Титанды башка компоненттер менен бирге киргизүү менен ысыкка туруктуу мүнөздөмөлөрдү олуттуу жакшыртууга болот. Агрессивдүү чөйрөдө иштөө зарылчылыгы болсо (айрыкча конструкция ширетүүнү камтыса), анда бул химиялык элемент менен эритмелөө өзүн актайт.

Кобальт эритмелери

Кобальттын көп көлөмү (80%ке чейин) ысыкка чыдамдуу жана ысыкка чыдамдуу эритмелер сыяктуу материалдарды өндүрүүгө кетет, анткени ал таза түрүндө сейрек колдонулат. Аны киргизүү пластикалыкты, ошондой эле жогорку температурада иштөөдө каршылыкты жогорулатат. Ал канчалык жогору болсо, эритмеге киргизилген кобальттын көлөмү ошончолук жогору болот. Кээ бир бренддер, анын мазмуну 30% жетет. Мындай болоттордун дагы бир мүнөздүү өзгөчөлүгү магниттик касиеттеринин жакшырышы болуп саналат. Бирок кобальттын баасы кымбат болгондуктан, аны колдонуу бир топ чектелүү.

Молибдендин ысыкка чыдамдуу эритмелерге тийгизген таасири

Бул химиялык элемент жогорку температурада материалдын бекемдигине олуттуу таасирин тийгизет.

Ал башка элементтер менен бирге колдонулганда өзгөчө эффективдүү. Ал олуттуу болоттун катуулугун жогорулатат (буга чейин 0,3% мазмуну боюнча). Сынуу күчү да жогорулайт. Молибден менен кошулган ысыкка чыдамдуу эритмелердин дагы бир оң өзгөчөлүгү кычкылдануу процесстерине туруктуулуктун жогорку даражасы болуп саналат. Молибден данды майдалоого салым кошот. Кемчилиги - ширетүүнүн кыйынчылыгы.

Башка атайын болоттор жана эритмелер

Белгилүү тапшырмаларды аткаруу үчүн белгилүү бир касиетке ээ материалдар талап кылынат. Ошентип, биз эритме жана көмүртек болушу мүмкүн атайын эритмелерди, пайдалануу жөнүндө сөз болот. Акыркы учурда, талап кылынган мүнөздөмөлөрдүн жыйындысы эритмелерди даярдоо жана аларды кайра иштетүү атайын технологияны колдонуу менен ишке ашкандыктан жетишилет. Атүгүл атайын эритмелер жана болоттор структуралык жана инструменталдык болуп бөлүнөт. Бул типтеги материалдардын негизги милдеттеринин ичинен төмөнкүлөрдү бөлүп көрсөтүүгө болот: коррозияга жана эскирүү процесстерине туруктуулук, агрессивдүү чөйрөдө иштөө жөндөмдүүлүгү жана жакшыртылган механикалык мүнөздөмөлөр. Бул категорияга ысыкка чыдамдуу болоттор жана жогорку иштөө температурасы менен эритмелер, ошондой эле -296ºС чейин туруштук бере алган криогендик болоттор кирет.

Инструмент болот

Аспаптарды жасоодо атайын аспаптык болот колдонулат. Алардын иштөө шарты ар түрдүү болгондуктан, материалдар да жекече тандалып алынат. Инструменттер үчүн талаптар кыйла жогору болгондуктан, эритмелердин мүнөздөмөлөрү алардынөндүрүш ылайыктуу: алар үчүнчү жактын аралашмаларынан, кошулмаларынан таза болушу керек, деоксидация процесси жакшы жүргүзүлүп, структурасы бир тектүү. Өлчөө приборлору үчүн туруктуу параметрлерге ээ болуу жана эскирүүгө каршы туруу абдан маанилүү. Кесүүчү аспаптар жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда алар жогорулатылган температурада (четинин жылышы бар), туруктуу сүрүлүүдө жана деформацияда иштешет. Ошондуктан, алар ысытылганда, алардын негизги катуулугун сактоо үчүн абдан маанилүү болуп саналат. Аспап болоттун дагы бир түрү жогорку ылдамдыктагы болот. Негизинен вольфрам кошулган. Катуулугу болжол менен 600ºС температурага чейин сакталат. Ошондой эле болоттон жасалган болот. Алар ысык да, муздак да калыптандыруу үчүн иштелип чыккан.

Атайын эритме колдонмолору

Өзгөчө мүнөздөмөсү бар эритмелерди колдонгон тармактар көп. Жакшыртылган сапаттары менен алар машина курууда, курулушта жана мунай өнөр жайларында өтө зарыл. Ысыкка чыдамдуу жана ысыкка чыдамдуу эритмелер турбинанын тетиктерин, автомобилдердин запастык белуктерун жасоодо колдонулат. Коррозияга каршы жогорку мүнөздөмөлөрү бар болоттор түтүктөрдү, карбюратор ийнелерин, дисктерди, химиялык өнөр жайдын ар кандай элементтерин өндүрүү үчүн зарыл. Темир жол рельс-тери, чакалары, автотранспорттор учун рельс-тер - тозууга чыдамдуу болоттор ушунун бардыгына негиз болуп саналат. Болтторду, гайкаларды жана башка ушул сыяктуу тетиктерди массалык турде жасап чыгарууда автоматтык эритмелер колдонулат. Пружиналар жетиштүү серпилгичтүү жана эскирүүгө туруктуу болушу керек. Ошол үчүналар үчүн материал жазгы болот. Бул сапатты жакшыртуу үчүн алар кошумча хром, молибден менен легирленген. Бардык атайын эритмелер жана болоттор спецификалык мүнөздөмөлөрдүн жыйындысы менен мурда түстүү металлдар колдонулган тетиктердин баасын төмөндөтө алат.