Сопломдук темир: касиеттери, белгилөө жана колдонуу чөйрөсү

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

Чоюн - бул катуу, коррозияга туруктуу, бирок морт темир-көмүртек эритмеси, көмүртектин мазмуну C 2,14% дан 6,67%ке чейин. Мүнөздүү кемчиликтери болгонуна карабастан, анын түрлөрү, касиеттери, колдонулушу ар түрдүү. Чоюлдук темир кеңири колдонулат.

Тарых

Бул материал биздин заманга чейинки 4-кылымдан бери белгилүү. д. Анын кытай тамырлары VI кылымда. BC д. Европада эритменин өнөр жай өндүрүшү жөнүндө биринчи сөз 14-кылымга, ал эми Россияда 16-кылымга туура келет. Бирок пластикалык темир өндүрүү технологиясы 19-кылымда Россияда патенттелген. Кийинчерээк A. D. Анносов тарабынан иштелип чыккан.

Боз чоюндар механикалык касиеттери төмөн болгондуктан колдонууда чектелгендиктен, ал эми болоттор кымбат жана катуулугу жана бышыктыгы төмөн болгондуктан, ошол эле учурда бекемдиги жогорулаган ишенимдүү, бышык, катуу металлды түзүү маселеси келип чыкты. жана белгилүү бир пластикалык.

Чойынды согуу мүмкүн эмес, бирок анын ийкемдүүлүгүнөн улам ал басым менен иштетүүнүн кээ бир түрлөрүнө (мисалы, штамптоо) ылайыкташа берет.

Өндүрүш

Негизги жол -домна мештеринде эритүү.

Домна мешинде иштетүү үчүн сырье:

• Партия - ферумдун оксиддери түрүндөгү металлды камтыган темир рудасы.
• Отун - кокс жана жаратылыш газы.
• Кычкылтек - атайын найзалар аркылуу сайылган.
• Флюкс - марганецке жана (же) кремнийге негизделген химиялык түзүлүштөр.

Домна мешинин этаптары:

1. Назалар аркылуу берилген кычкылтек менен темир рудасынын химиялык реакциялары аркылуу таза темирди калыбына келтирүү.
2. Кокстун күйүшү жана көмүр кычкылынын пайда болушу.
3. CO жана CO менен реакцияларда таза темирди карбюризациялоо_2.
4. Fe_{3C марганец жана кремний менен каныккандыгы, талап кылынган чыгаруу касиеттерине жараша.}
5. Дайын металлды чоюн тешиктер аркылуу калыптарга төгүү; шлакты шлак тешиктери аркылуу төгүү.

Жумуш циклинин аягында домна мештери чоюнду, шлактарды жана домна газдарын алат.

Домна мешинин металл буюмдары

Муздатуу ылдамдыгына, микроструктурасына, көмүртек жана кошумчалар менен каныккандыгына жараша чоюндун бир нече түрүн алууга болот:

1. Сатып алынган (ак): бириктирилген көмүртек, баштапкы цементит. Алар башка темир-көмүртек эритмелерин эритүү, кайра иштетүү үчүн чийки зат катары колдонулат. Өндүрүлгөн бардык домна эритмесинин 80% чейини.
2. Куюну (боз): толук же жарым-жартылай эркин графит түрүндөгү көмүртек, тактап айтканда анын плиталары. аз жоопкерчиликтүү дене бөлүктөрүн өндүрүү үчүн колдонулат. Өндүрүлгөн домна куймаларынын 19% чейин.
3. Атайын: ферросплавдарга бай. Каралып жаткан өндүрүш түрүнүн 1-2%.

Пластик чоюнду жылуулук менен иштетүүдөн алынат.

Темир-көмүртек структураларынын теориясы

Ферум менен көмүртек микроструктура опциясында көрсөтүлгөн кристалл торчосунун түрүнө жараша бир нече түрдүү эритмелерди түзө алат.

1. Катуу эритменин α-темирге - ферритке өтүшү.
2. Катуу эритменин γ-темирге - аустенитке кириши.
3. Химиялык түзүлүш Fe_{3C (байланышкан абал) – цементит. Биринчилик суюк эритмеден тез муздатуудан пайда болот. Экинчилик - температуранын жайыраак төмөндөшү, аустениттен. Үчүнчү даража - акырындык менен муздатуу, ферриттен.}
4. Феррит менен цементиттин дандарынын механикалык аралашмасы - перлит.
5. Перлит же аустенит жана цементит дандарынын механикалык аралашмасы - ледебурит.

Чоюндар өзгөчө микроструктурага ээ. Графит байланган формада болуп, жогорудагы структураларды түзүшү мүмкүн, же ар кандай кошулмалар түрүндө эркин абалда болушу мүмкүн. касиеттери негизги дан жана бул түзүлүштөр да таасир этет. Металлдагы графит фракциялары плиталар, үлүш же шарлар.

Плательный форма боз темир-көмүртек эритмелерине мүнөздүү. Бул аларды морт жана ишенимсиз кылат.

Кабырчык сымал кошулмаларда ийилүүчү чоюндар бар, бул алардын механикалык иштешине оң таасирин тийгизет.

Графиттин сфералык түзүлүшү андан да көпкатуулугун, ишенимдүүлүгүн жогорулатууга, олуттуу жүктөмдөрдүн таасирин тийгизген металлдын сапатын жакшыртат. Жогорку бышык чоюн бул өзгөчөлүктөргө ээ. Ийилүүчү чоюн өзүнүн касиеттерин ферриттик же перлиттик негиздер боюнча, кабыкча графит кошулмаларынын катышуусу менен аныктайт.

Ферриттүү ийкемдүү темирди өндүрүү

Ал ак чочконун гипоэвтектоиддүү аз көмүртектүү эритмесинде көмүртектүү курамы 2,4-2,8% болгон куймаларды күйгүзүү жолу менен жана аларга тиешелүү кошумчалардын (Mn, Si, S, P) катышуусу менен өндүрүлөт. күйдүрүлгөн бөлүктөрүнүн дубалдарынын калыңдыгы 5 см ашпоого тийиш.. Олуттуу жоондуктагы куюу үчүн, графит пластинка түрүнө ээ жана каалаган касиеттери жетишилген эмес.

Ферриттик негизи бар ийкемдүү темирди алуу үчүн металлды атайын кутуларга салып, кум себишет. Жылыткыч мештерге бекем жабылган идиштер коюлат. Жылуулоо учурунда төмөнкү аракеттерди аткарыңыз:

1. Конструкциялар мештерде 1000 ˚C температурага чейин ысытылат жана 10 сааттан 24 саатка чейин туруктуу жылуулукта туруу үчүн калтырылат. Натыйжада баштапкы цементит менен ледебурит ыдырат.
2. Металл меш менен бирге 720 ˚С чейин муздатылат.
3. 720 ˚С температурада алар узак убакытка сакталат: 15тен 30 саатка чейин. Бул температура экинчилик цементиттин ыдырашын камсыздайт.
4. Акыркы этапта алар кайра жумушчу меш менен 500 ˚С чейин муздатылат, андан кийин абага чыгарылат.

Мындай технологиялык күйдүрүү графиттөө деп аталат.

Аткарылган жумуштан кийин материалдын микроструктурасы болуп саналатграфит бүртүкчөлөрү менен феррит. Бул түрү "кара жүрөк" деп аталат, анткени тыныгуу кара болот.

Перлиттүү пластикалык темирди өндүрүү

Бул темир-көмүртек эритмесинин бир түрү, ал дагы гипоэвтектоиддик актан келип чыгат, бирок андагы көмүртектин курамы көбөйөт: 3-3,6%. Перлит негизи бар куймаларды алуу үчүн аларды кутуларга салып, майдаланган темир рудасынан же кабырчыктан чачышат. Жылуулоо процедурасынын өзү жөнөкөйлөштүрүлгөн.

1. Металлдын температурасы 1000 ˚C чейин көтөрүлүп, 60-100 саат кармалат.
2. Дизайн духовка менен муздайт.

Жылуулуктун таасири астында жалкоолуктан улам металл чөйрөсүндө диффузия жүрөт: цементиттин ажыроосунда бөлүнүп чыккан графит күйдүрүлгөн бөлүктөрдүн беттик катмарынан жарым-жартылай чыгып, руданын же шкаланын бетине жайгашат. Катуу борбору бар "ак жүрөктүү" ийкемдүү темирдин жумшак, ийкемдүү жана ийкемдүү үстүнкү катмары алынат.

Мындай күйдүрүү толук эмес деп аталат. Ал тиешелүү графит менен цементит менен ледебуриттин ламеллярдуу перлитке ажырашын камсыздайт. Эгерде катуу соккуга жана ийкемдүүлүккө ээ гранулдуу перлиттүү пластикалык темир талап кылынса, материалды 720 ˚С чейин кошумча ысытуу колдонулат. Бул кабыкча графит кошулмалары менен перлит дандарынын пайда болушуна алып келет.

Ферриттүү пластикалык темирдин касиеттери, белгилери жана колдонулушу

Металлдын меште узакка «суу» болушу цементиттин жана ледебуриттин ферриттин толук чирип кетишине алып келет. Рахматтехнологиялык трюктар, жогорку көмүртектүү эритме алынат - аз көмүртектүү болот үчүн мүнөздүү ферриттик структура. Бирок көмүртек өзү эч жерде жок болбойт – темирге байланган абалдан эркин абалга өтөт. Температура эффектиси графит кошулмаларынын формасын кабык кылып өзгөртөт.

Ферриттик түзүлүш катуулуктун төмөндөшүнө, күчтүн баалуулуктарынын жогорулашына, соккуга каршы күч жана ийкемдүүлүк сыяктуу мүнөздөмөлөрдүн болушуна алып келет.

Феррит классындагы пластикалык темирлердин маркасы: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, мында:

KCh – сорт белгиси – ийкемдүү;

30, 33, 35, 37: σ_v, 300, 330, 350, 370 Н/мм^{2 - максималдуу жүк ал кыйрабай туруштук бере алат;}

6, 8, 10, 12 – салыштырмалуу узартуу, δ, % – ийкемдүүлүк индекси (маани канчалык жогору болсо, металлды басым менен ошончолук көп иштетүүгө болот).

Катуулугу - болжол менен 100-160 HB.

Бул материал, анын аткаруу жагынан, мисалы, болот жана боз темир-көмүртек эритмесинин ортосунда орто позицияны ээлейт. Ферриттик негизи бар пластикалык чоюн тозууга туруктуулугу, коррозияга жана чарчоого туруктуулугу боюнча перлиттен төмөн, бирок механикалык туруктуулугу, ийкемдүүлүгү жана куюу өзгөчөлүктөрү боюнча жогору. Баасы төмөн болгондуктан, ал өнөр жайда аз жана орто жүктөмдө иштеген тетиктерди: тиштүү механизмдерди, картерлерди, арткы окторду, сантехниканы өндүрүү үчүн кеңири колдонулат.

Перлиттүү пластикалык темирдин касиеттери, белгилери жана колдонулушу

Толук күйгүзүлбөгөндүктөн, биринчилик, экинчилик цементиттер жана ледебурит аустенитте толук эрип кетүүгө үлгүрөт, ал 720 ˚С температурада перлитке айланат. Акыркысы ферриттин жана үчүнчү даражадагы цементиттин дандарынын механикалык аралашмасы. Чындыгында, көмүртектин бир бөлүгү байланган абалда калып, структурасын аныктайт, ал эми бир бөлүгү кабыкча графитке «чыгарылган». Бул учурда, перлит ламеллярдуу же гранулдуу болушу мүмкүн. Ошентип, перлиттүү пластикалык темир пайда болот. Анын касиеттери анын каныккан, катуураак жана аз ийилгич түзүлүшүнө байланыштуу.

Булар, ферриттикке салыштырмалуу, коррозияга каршы, тозууга туруктуу касиеттерге ээ, алардын күчү алда канча жогору, бирок куюу касиеттери жана ийкемдүүлүгү төмөн. Буюмдун өзөгүнүн катуулугун жана илешкектүүлүгүн сактоо менен механикалык стресске ийкемдүүлүк үстүртөн жогорулайт.

Ийилүүчү чоюндун перлит классынын маркасы: КЧ45-7, КЧ50-5, КЧ56-4, КЧ60-3, КЧ65-3, КЧ70-2, КЧ80-1, 5.

Биринчи цифра күчтүн белгиси: тиешелүүлүгүнө жараша 450, 500, 560, 600, 650, 700 жана 800 Н/мм2.

Экинчи - пластикалык белги: узартуу δ,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 жана 1, 5.

Перлиттүү ийилүүчү чоюн машина курууда жана оор жүктө иштеген конструкциялар үчүн приборлордо колдонулган - статикалык да, динамикалык да: таратуучу валдар, кранквалдар, муфталардын тетиктери, поршеньдер, шатундар.

Жылуулук менен дарылоо

Жылуулук менен иштетүүнүн, тактап айтканда, күйдүрүүнүн натыйжасында алынган материалды кайра иштетүүгө болот.температуралык таасирлерге дуушар болушат. Алардын негизги максаты – күч-кубат, эскирүү, коррозияга жана картаюуга туруктуулукту мындан ары жогорулатуу.

1. Катуулоо жогорку катуулукту жана катуулукту талап кылган конструкциялар үчүн колдонулат; 900 ˚С чейин ысытуу менен өндүрүлгөн, тетиктер машина майын колдонуу менен орточо 100 ˚С/сек ылдамдыкта муздатылат. Андан кийин 650˚С чейин ысытуу жана абаны муздатуу менен жогорку температурада муздатуу.
2. Нормалдаштыруу орто өлчөмдөгү жөнөкөй тетиктер үчүн меште 900 ˚С чейин ысытуу, бул температурада 1 сааттан 1,5 саатка чейин кармап, андан соң абада муздатуу аркылуу колдонулат. Троостит гранулдуу перлитти, сүрүлүүдө жана эскирүүдө анын катуулугун жана ишенимдүүлүгүн камсыз кылат. Ал перлиттик негизи бар сүрүлүүгө каршы ийилүүчү чоюндарды алуу үчүн колдонулат.
3. Антифрикцияны өндүрүүдө күйдүрүү кайталанат: ысытуу - 900 ˚С чейин, бул ысыкта көпкө кармоо, меш менен бирге муздатуу. Сүрүлүүгө каршы ийкемдүү темирдин ферриттик же ферриттик-перлиттик структурасы каралган.

Чоюндан жасалган буюмдарды жылытуу жергиликтүү түрдө же комбинацияда жүргүзүлүшү мүмкүн. Жергиликтүү колдонуу үчүн, жогорку жыштыктагы ток же ацетилен жалыны (катуу). комплекстүү үчүн - жылытуу мештери. Жергиликтүү жылытууда үстүнкү катмар гана катууланат, ал эми анын катуулугу жана бекемдиги жогорулайт, бирок өзөктүн пластикасы жана илешкектүүлүгү сакталат.

Бул жерде айта кетчү нерсе, чоюнду согуу механикалык жактан жетишсиз болгондуктан гана мүмкүн эмес.өзгөчөлүктөргө ээ, бирок ошондой эле анын температуранын кескин төмөндөшүнө жогорку сезгичтигинен улам, суу муздатуу менен катып калганда сөзсүз болот.

Үйүлүүгө каршы ийкемдүү үтүктөр

Бул сорт ийилгичтерге да, легирленгендерге да тиешелүү, алар боз (ASF), ийкемдүү (ASC) жана күчтүү (ACS) болуп саналат. АЧК өндүрүү үчүн пластикалык темир колдонулат, ал күйдүрүлгөн же нормалдашкан. Процесстер анын механикалык касиеттерин жогорулатуу жана жаңы мүнөздөмө - башка бөлүктөр менен сүрүлүү учурунда эскирүү туруктуулугун түзүү максатында жүргүзүлөт.

Белгиленген: AChK-1, AChK-2. Кранквалдарды, тиштүү дөңгөлөктөрдү, подшипниктерди өндүрүү үчүн колдонулат.

Кошумчалардын касиеттерге тийгизген таасири

Темир-көмүртек негизи жана графиттен тышкары, алар ошондой эле чоюндун касиеттерин аныктаган башка компоненттерди камтыйт: марганец, кремний, фосфор, күкүрт жана кээ бир легирлөөчү элементтер.

Манган суюк металлдын суюктугун, коррозияга туруктуулугун жана эскирүү туруктуулугун жогорулатат. Бул катуулукту жана бекемдикти жогорулатууга, көмүртек менен Fe_{3C химиялык формуласындагы темирди бириктирүүгө, гранулдуу перлиттин пайда болушуна жардам берет.}

Кремний ошондой эле суюк эритмесинин суюктугуна оң таасирин тийгизет, цементиттин ажырашына жана графит кошулмаларынын бөлүнүп чыгышына өбөлгө түзөт.

Күкүрт терс, бирок сөзсүз компонент. Ал механикалык жана химиялык касиеттерин төмөндөтөт, жаракалар пайда болушуна түрткү берет. Бирок анын мазмунунун башка элементтер менен (мисалы, марганец менен) рационалдуу катышы мүмкүндүк береттуура микроструктуралык процесстер. Ошентип, Mn-S катышы 0,8-1,2 болгон учурда, перлит температуранын таасиринин каалаган убагында сакталат. Катышты 3кө чейин көбөйтсө, көрсөтүлгөн параметрлерге жараша каалаган керектүү структураны алууга мүмкүн болот.

Фосфор суюктукту жакшы жакка өзгөртөт, күчкө таасир этет, соккунун күчүн жана ийкемдүүлүгүн азайтат, графиттештирүүнүн узактыгына таасирин тийгизет.

Хром жана молибден графит кабыктарынын пайда болушуна тоскоол болот, кээ бир курамында гранулдуу перлиттин пайда болушуна салым кошот.

Вольфрам жогорку температуралуу аймактарда кийүүгө туруктуулукту жакшыртат.

Алюминий, никель, жез графиттештирүүгө салым кошот.

Темир-көмүртек эритмесин түзгөн химиялык элементтердин санын, ошондой эле алардын катышын жөнгө салуу менен чоюндун акыркы касиеттерине таасир этүүгө болот.

Артыкчылыктар жана кемчиликтер

Пластик - инженерияда кеңири колдонулган материал. Анын негизги артыкчылыктары:

• жогорку катуулук, эскирүүгө каршылык, суюктук менен бирге күч;
• нормалдуу бышыктык жана ийкемдүүлүк мүнөздөмөлөрү;
• формалоодо өндүрүш жөндөмдүүлүгү, боз чоюндардан айырмаланып;
• термикалык жана химиялык-термикалык тазалоо ыкмалары менен белгилүү бир бөлүктүн касиеттерин оңдоонун ар кандай варианттары;
• төмөн баа.

Кемчиликтерге жеке мүнөздөмөлөр кирет:

• морттук;
• графит кошулмаларынын болушу;
• жаман кесүү көрсөткүчү;
• клиптердин олуттуу салмагы.

Бар болгон кемчиликтерге карабастан металлургияда жана машина курууда чоюн жооптуу орунду ээлейт. Андан кранквальдар, тормоздук колодка тетиктери, тиштүү дөңгөлөктөр, поршеньдер, шатундар сыяктуу маанилүү тетиктер жасалат. Бир аз сортторуна ээ болуп, ийкемдүү темир өнөр жайда жеке орунду ээлейт. Аны колдонуу башка материалдарды колдонуу мүмкүн болбогон жүктөргө мүнөздүү.