Hypoeutectoid болот: структурасы, касиеттери, өндүрүү жана колдонуу

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

Көмүртектүү болотторду колдонуу курулушта жана өнөр жайда кеңири таралган. деп аталган техникалык темир тобу акыркы буюмдардын жана структуралардын өндүрүмдүүлүгүн жогорулатууга алып көптөгөн артыкчылыктарга ээ. Күчтүүлүктүн жана стресске туруктуулуктун оптималдуу мүнөздөмөлөрү менен бирге бул эритмелер ийкемдүү динамикалык касиеттери менен да айырмаланат. Атап айтканда, көмүртек аралашмаларынын бир кыйла пайызын камтыган гипоэвтектоиддик болот өзүнүн жогорку ийкемдүүлүгү үчүн бааланат. Бирок бул жогорку бышык темирдин бардык артыкчылыктары эмес.

Эритме жөнүндө жалпы маалымат

Болоттун айырмалоочу өзгөчөлүгү структурасында атайын легирленген аралашмалардын жана көмүртектин болушу. Чынында, hypoeutectoid эритмесин көмүртек мазмуну менен аныкталат. Бул жерде техникалык темирдин сүрөттөлгөн ар түрдүүлүгү менен көп жалпылыгы бар классикалык эвтектоиддик жана ледебуриттик болотторду айырмалоо маанилүү. Эгер болоттун структуралык классын карай турган болсок, анда гипоэвтектоиддик эритме эвтектоиддерге тиешелүү болот, бирок курамында легирленген ферриттер жана перлиттер бар. Гиперевтектоиддерден негизги айырмачылык көмүртектин 0,8% дан төмөн болушу. Мындан ашканиндикатор болотту толук кандуу эвтектоиддер катары классификациялоого мүмкүндүк берет. Кандайдыр бир жол менен, гипоэвтектоидге карама-каршы келген гиперевтектоид болот, ал перлиттен тышкары, карбиддердин экинчилик кошулмаларын да камтыйт. Ошентип, гипоэвтектоиддик эритмелерди эвтектоиддердин жалпы тобунан айырмалоого мүмкүндүк берген эки негизги фактор бар. Биринчиден, бул салыштырмалуу аз көмүртек мазмуну, ал эми экинчиден, бул феррит негизи болгон атайын аралашмалардын жыйындысы.

Өндүрүш технологиясы

Гипоевтектоиддик болотту даярдоонун жалпы технологиялык процесси башка эритмелерди өндүрүүгө окшош. Башкача айтканда, болжол менен бирдей ыкмалар колдонулат, бирок ар кандай конфигурацияларда. Hypoeutectoid болот, анын өзгөчө структурасын алуу жагынан өзгөчө көңүл бурууну талап кылат. Бул үчүн муздатуу фонунда аустениттин ажыроосун камсыз кылуучу технология колдонулат. Өз кезегинде, аустенит - ошол эле феррит жана перлит, анын ичинде бириккен аралашма. Жылытуу жана муздатуу интенсивдүүлүгүн жөнгө салуу менен технологдор бул кошумчанын дисперсиясын көзөмөлдөй алышат, бул акырында материалдын белгилүү бир иштөө сапаттарынын калыптанышына таасир этет.

Бирок перлит берген көмүртек ошол эле бойдон калат. Кийинки күйдүрүү микроструктуранын түзүлүшүн оңдосо да, көмүртектин курамы 0,8% чегинде болот. Болот структурасын түзүү процессиндеги милдеттүү этап нормалдаштыруу болуп саналат. Бул жол-жобосу ошол эле дандардын бөлчөк оптималдаштыруу үчүн талап кылынатаустенит. Башкача айтканда, феррит жана перлит бөлүкчөлөрү оптималдуу өлчөмдөргө чейин азайтылат, бул болоттун техникалык жана физикалык көрсөткүчтөрүн андан ары жакшыртат. Бул көп жылытуу жөнгө салуу сапатына көз каранды болгон татаал жараян. Температуралык режим ашып кетсе, анда тескери эффект камсыз кылынышы мүмкүн - аустенит дандарынын көбөйүшү.

Болат менен жылтыруу

Бир нече күйдүрүү ыкмаларын колдонуу практикаланат. Толук жана жарым-жартылай күйгүзүү ыкмаларынын ортосунда негизги айырма бар. Биринчи учурда аустенит критикалык температурага чейин интенсивдүү ысытылат, андан кийин нормалдаштыруу муздатуу жолу менен жүргүзүлөт. Бул жерде аустениттин ажыроосу жүрөт. Эреже катары, болотторду толук күйдүрүү 700-800 °C режиминде жүргүзүлөт. Бул деңгээлдеги жылуулук менен дарылоо жөн гана феррит элементтеринин ажыроо процесстерин активдештирет. Муздатуу ылдамдыгын да жөнгө салууга болот, мисалы, мештин кызматкерлери камеранын эшигин жабуу же ачуу аркылуу иштете алышат. Автоматтык режимдеги изотермикалык мештердин эң акыркы үлгүлөрү берилген программага ылайык жай муздатууну жүргүзө алат.

Толук эмес күйгүзүүгө келсек, ал 800 °C жогору температурада ысытуу жолу менен өндүрүлөт. Бирок, критикалык температура эффектин өткөрүү убактысы боюнча олуттуу чектөөлөр бар. Ушул себептен толук эмес күйүү пайда болот, анын натыйжасында феррит жок болбойт. Демек, болочок материалдын структурасындагы коп кемчиликтер жоюлбай жатат. Болоттарды мындай күйдүрүү эмне үчүн зарыл, эгерде ал физикалык жактан жакшыртпасасапаты? Чынында, бул жумшак структурасын сактоого мүмкүндүк берет толук эмес жылуулук дарылоо болуп саналат. Акыркы материал көмүртектүү болотторго тиешелүү ар бир колдонууда талап кылынбашы мүмкүн, бирок жеңил иштетүүгө мүмкүндүк берет. Жумшак про-эвтектоид эритмесин кесүү оңой жана аны өндүрүү арзаныраак.

Эритме нормалдаштыруу

Атылуудан кийин күчөтүлгөн жылуулук менен дарылоо процедураларына кезек келет. Нормалдаштыруу жана жылытуу операциялары бар. Эки учурда тең, биз температура 1000 °C ашышы мүмкүн болгон даярдоо бөлүгүнө жылуулук эффектиси жөнүндө сөз болуп жатат. Бирок, өзүндө, гипоэутектоиддик болотторду нормалдаштыруу жылуулук дарылоо аяктагандан кийин пайда болот. Бул этапта муздатуу кыймылсыз абанын шартында башталат, анын жүрүшүндө экспозиция майда бүртүкчөлүү аустенит толук пайда болгонго чейин жүрөт. Башкача айтканда, ысытуу эритмени нормалдаштырылган абалга келтиргенге чейин даярдоо операциясынын бир түрү болуп саналат. Эгерде биз конкреттүү структуралык өзгөрүүлөр жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда алар көбүнчө феррит жана перлит өлчөмүн азайтуу, ошондой эле алардын катуулугун жогорулатуу менен көрсөтүлөт. Бөлүкчөлөрдүн бекемдик сапаттары күйдүрүү процедуралары менен жетишилгендерге салыштырмалуу жогорулайт.

Нормалдашкандан кийин дагы бир узак экспозициялык жылытуу процедурасы аткарылышы мүмкүн. Даярдоочу бөлүгү муздатылат жана бул кадам ар кандай жолдор менен аткарылышы мүмкүн. Акыркы гипоэвтектоиддик болот абада же абада алынатжай муздаткыч мештер. Практика көрсөткөндөй, эң жогорку сапаттагы эритме нормалдаштыруунун толук технологиясын колдонуу менен түзүлөт.

Температуранын эритменин структурасына тийгизген таасири

Болат конструкциянын пайда болуу процессине температуранын кийлигишүүсү феррит-цементиттик масса аустенитке айланган учурдан башталат. Башкача айтканда, перлит функционалдык аралашма абалына өтөт, ал жарым-жартылай жогорку бекем болоттун пайда болушу үчүн негиз болуп калат. Термикалык тазалоонун кийинки этабында катууланган болот ашыкча ферриттен арылат. Белгиленгендей, ал ар дайым толук эмес күйдүрүүдөгүдөй эле толугу менен жок кылынбайт. Бирок классикалык гипоэтектоиддик эритме дагы эле бул аустениттик компонентти жок кылууну камтыйт. Кийинки этапта, учурдагы курамы оптималдаштырылган структураны түзүү күтүү менен оптималдаштырылган. Башкача айтканда, эритме бөлүкчөлөрүнүн азаюусу күч касиеттерин жогорулатуу менен байкалат.

Аустениттердин өтө муздатылган аралашмасы менен изотермиялык трансформация ар кандай режимдерде жүргүзүлүшү мүмкүн жана температуранын деңгээли технолог тарабынан башкарылуучу параметрлердин бири гана. Термикалык таасирдин эң жогорку интервалдары, муздатуу ылдамдыгы ж. Дал ушул этапта атайын операциялык касиеттерди коюуга да болот. Эффективдүү андан ары кайра иштетүү максатында алынган жумшак структурасы бар эритме жаркыраган мисал болуп саналат. Бирок көбүнчөөндүрүүчүлөр дагы эле акыркы керектөөчүнүн муктаждыктарына жана анын металлдын негизги техникалык жана эксплуатациялык сапаттарына болгон талаптарына көңүл бурушат.

Болоттун структурасы

700 °C температурадагы нормалдаштыруу режими ферриттердин жана перлиттердин бүртүкчөлөрү негиз боло турган структуранын пайда болушуна себеп болот. Айтмакчы, гиперевтектоиддик болоттордун структурасында ферриттин ордуна цементит бар. Бөлмө температурасында, нормалдуу абалда, ашыкча ферриттин мазмуну да белгиленет, бирок бул бөлүгү көмүртек көбөйгөн сайын азаят. Бул болоттун структурасы көмүртек мазмунуна бир аз көз каранды экенин баса белгилеп кетүү маанилүү. Ал иш жүзүндө бир эле жылытуу учурунда негизги компоненттеринин жүрүм-турумуна таасир этпейт, жана анын дээрлик бардыгы перлитте топтолгон. Чынында, перлит көмүртек аралашмасынын деңгээлин аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн - эреже катары, бул анча маанилүү эмес.

Дагы бир структуралык нюанс дагы кызыктуу. Перлит жана феррит бөлүкчөлөрүнүн салыштырма салмагы бирдей. Бул жалпы массадагы бул компоненттердин биринин суммасы боюнча, анын жалпы аянты кандай экенин биле алабыз дегенди билдирет. Ошентип, микросекциянын беттери изилденет. Гипоэвтектоиддик болот ысытылган режимге жараша аустенит бөлүкчөлөрүнүн фракциялык параметрлери да түзүлөт. Бирок бул уникалдуу баалуулуктардын калыптанышы менен дээрлик жеке форматта болот - дагы бир нерсе, ар кандай көрсөткүчтөр үчүн чектер стандарттуу бойдон калууда.

Гипоэвтектоиддик болоттун касиеттери

Бул металл таандыказ көмүртектүү болотторго, ошондуктан андан өзгөчө аткарууну күтпөш керек. Күч мүнөздөмөлөрү боюнча бул эритме эвтектоиддерден бир топ төмөн экендигин айтсак жетиштүү болот. Бул структурадагы айырмачылыктарга байланыштуу. Ашыкча ферриттердин курамындагы болоттун гипоэвтектоиддик классы структуралык комплексте цементит бар аналогдорго караганда бекемдиги боюнча төмөн. Жарым-жартылай ушул себептен улам, технологдор курулуш индустриясы үчүн эритмелерди колдонууну сунушташат, аларды өндүрүүдө ферриттердин жылышы менен күйгүзүү операциясы максималдуу ишке ашырылган.

Эгерде биз бул материалдын оң өзгөчө касиеттери жөнүндө айта турган болсок, анда алар пластикалык, табигый биологиялык кыйроо процесстерине туруктуулук жана башкалар. Ошол эле учурда гипоэвтектоиддик болоттордун катууланышы бир катар кошумча сапаттарды кошо алат. металл. Мисалы, бул жогорулатылган жылуулук туруктуулугу жана коррозия процесстерине ыксыздыктын жоктугу, ошондой эле кадимки аз көмүртектүү эритмелерге мүнөздүү коргоочу касиеттердин бүтүндөй спектри болушу мүмкүн.

Колдонуу аймактары

Металл ферриттик болоттордун классына киргендиктен бекемдик касиеттери бир аз төмөндөгөнүнө карабастан, бул материал ар кайсы аймактарда кеңири таралган. Мисалы, машина курууда гипоэвтектоиддик болоттон жасалган тетиктер колдонулат. Дагы бир нерсе, эритмелердин жогорку сорттору колдонулат, аларды даярдоодо күйүүнүн жана нормалдаштыруунун алдыңкы технологиялары колдонулган. Ошондой эле, кыскартылган феррит мазмуну менен hypoeutectoid болоттун түзүмү абдан болуп саналаткурулуш конструкцияларын жасоодо металлды пайдаланууга мумкундук берет. Мындан тышкары, бул түрдөгү болоттун кээ бир класстарынын жеткиликтүү баасы олуттуу үнөмдөөгө ишенүүгө мүмкүндүк берет. Кээде курулуш материалдарын жана болот модулдарын өндүрүүдө күч-кубатты жогорулатуу талап кылынбайт, бирок кийүүгө каршылык жана ийкемдүүлүк талап кылынат. Мындай учурларда гипоэвтектоиддик эритмелерди колдонуу негиздүү.

Өндүрүш

Көптөгөн ишканалар Россияда гипоэвтектоиддик металлды өндүрүү, даярдоо жана өндүрүү менен алектенишет. Маселен, Урал түстүү металлдар комбинаты (УЗТСМ) керектөөчүгө техникалык жана физикалык касиеттердин ар кандай комплекстерин сунуш кылуу менен бир эле учурда ушул типтеги болоттун бир нече маркасын чыгарат. Урал металлургиялык комбинаты ферриттик болотторду чыгарат, анын ичине жогорку сапаттагы легирленген тетиктер кирет. Мындан тышкары, ассортиментте ысыкка чыдамдуу, жогорку хромдуу жана дат баспас металлдарды камтыган атайын эритме модификациялары бар.

Металлоинвестти да ири өндүрүүчүлөрдүн катарына кошууга болот. Бул ишкананын объектилеринде курулушта колдонууга арналган гипоэвтектоиддик структурасы бар конструкциялык болоттор чыгарылат. Азыркы учурда ишкананын металлургиялык цехи жацы стандарттар боюнча иштеп жатат, бул феррит эритмелеринин начар жерин - бекемдик керсеткучту жакшыртууга мумкундук берет. Атап айтканда, компаниянын технологдору стресстин интенсивдүүлүк факторун жогорулатуу, материалдын соккуга туруктуулугун жана чарчоого туруктуулугун оптималдаштыруу боюнча иш алып барууда. Бул дээрлик универсалдуу эритмелерди сунуштоого мүмкүндүк берет.

Тыянак

Өнөр жай жана курулуш металлдарынын бир нече техникалык жана эксплуатациялык касиеттери бар, алар негизги болуп саналып, дайыма өркүндөтүлүп турат. Бирок конструкциялар жана технологиялык процесстер татаалдашкан сайын, элементтик базага жаңы талаптар да келип чыгат. Бул жагынан алганда, ар кандай аткаруу сапаттары топтолгон hypoeutectoid болот ачык-айкын көрүнүп турат. Бул металлды колдонуу бир нече ультра жогорку өндүрүмдүүлүккө ээ бөлүк керек болгон учурларда эмес, ар кандай касиеттердин атайын атиптик топтомдору талап кылынган учурларда негиздүү. Бул учурда металл ийкемдүүлүктүн жана ийкемдүүлүктүн оптималдуу таасирге туруктуулугу менен айкалышын жана көпчүлүк көмүр эритмелеринде табылган негизги коргоочу сапаттарды көрсөтөт.