Poʻlatning payvandlanishi: tasnifi. Po'latlarning payvandlanadigan guruhlari

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 14:04

Poʻlat asosiy konstruktiv materialdir. Bu turli xil aralashmalarni o'z ichiga olgan temir-uglerod qotishmasi. Uning tarkibiga kiritilgan barcha komponentlar ingotning xususiyatlariga ta'sir qiladi. Metalllarning texnologik xususiyatlaridan biri yuqori sifatli payvandlangan birikmalar hosil qilish qobiliyatidir.

Poʻlatning payvandlanishini belgilovchi omillar

Poʻlatning payvandlanishini baholash asosiy koʻrsatkich – S_{ekviv ning uglerod ekvivalenti qiymati boʻyicha amalga oshiriladi. Bu uglerod tarkibi va asosiy qotishma elementlarning payvand choki xususiyatlariga ta'sir darajasini hisobga oladigan shartli koeffitsientdir.}

Polatlarning payvandlanishiga quyidagi omillar ta'sir qiladi:

1. Uglerod tarkibi.
2. Zararli aralashmalar mavjudligi.
3. Doping darajasi.
4. Mikrotuzilma koʻrinishi.
5. Atrof-muhit sharoitlari.
6. Metal qalinligi.

Eng informatsion parametr kimyoviy tarkibdir.

Poʻlatlarning payvandlanish guruhlari boʻyicha taqsimlanishi

Bundaybu omillarning barchasi, po'latning payvandlash qobiliyati turli xil xususiyatlarga ega.

Poʻlatlarning payvandlanish qobiliyati boʻyicha tasnifi.

• Yaxshi (qachon S_{eq≧0, 25%): past karbonli po'lat qismlar uchun; mahsulot qalinligi, ob-havo sharoiti, tayyorgarlik ishlarining mavjudligiga bog'liq emas.}
• Qoniqarli (0,25%≦S_{eq≦0,35%): atrof-muhit sharoitlari va payvandlangan strukturaning diametri bo'yicha cheklovlar mavjud (havo harorati -5 gacha, tinch holatda ob-havo, qalinligi 20 mm gacha).}
• Cheklangan (0,35%≦C_{eq≦0,45%): Sifatli tikuv hosil qilish uchun oldindan isitish kerak. U "silliq" ostenitik o'zgarishlarga, barqaror tuzilmalarning (ferrit-perlit, beynit) shakllanishiga yordam beradi.}
• Yomon (S_{eq≧0, 45%): metall qirralarning oldindan haroratni tayyorlashsiz, shuningdek keyingi issiqlik bilan ishlov berishsiz mexanik jihatdan barqaror payvandlangan birikma hosil bo'lmaydi. payvandlangan strukturaning. Istalgan mikro tuzilmani shakllantirish uchun qo'shimcha isitish va silliq sovutish kerak.}

Poʻlatni payvandlash guruhlari temir-uglerodli qotishmalarning oʻziga xos navlarini payvandlashning texnologik xususiyatlarini oson oʻrganish imkonini beradi.

Issiqlik bilan ishlov berish

Poʻlatlarning payvandlanuvchanlik guruhiga va tegishli texnologik xususiyatlariga qarab, payvandlangan birikmaning xarakteristikalari ketma-ket harorat effektlari yordamida sozlanishi mumkin. Issiqlik bilan ishlov berishning 4 ta asosiy usuli mavjud: qattiqlash, chiniqtirish,yumshatish va normallashtirish.

Eng keng tarqalgani - qattiqlik va chokning bir vaqtning o'zida mustahkamligi uchun söndürme va temperleme, kuchlanishni bartaraf etish, yoriqlar oldini olish. Chidamlilik darajasi materialga va kerakli xususiyatlarga bog'liq.

Tayyorgarlik ishlari davomida metall konstruktsiyalarga issiqlik bilan ishlov berish amalga oshiriladi:

• tavlash - metall ichidagi stressni engillashtirish, uning yumshoqligi va egiluvchanligini ta'minlash;
• harorat farqini kamaytirish uchun oldindan qizdirilgan.

Harorat ta'sirini oqilona boshqarish quyidagilarga imkon beradi:

• qismni ishga tayyorlang (donlarni maydalash orqali barcha ichki stresslarni engillashtiring);
• sovuq metalldagi harorat farqlarini kamaytirish;
• mikro tuzilishini termal tuzatish orqali payvandlangan ob'ekt sifatini yaxshilang.

Xususiyatlarni harorat farqlari boʻyicha tuzatish mahalliy yoki umumiy boʻlishi mumkin. Chetni isitish gaz yoki elektr boshq uskunalari yordamida amalga oshiriladi. Butun qismni isitish va silliq sovutish uchun maxsus pechlar ishlatiladi.

Mikrotuzilmaning xossalarga ta'siri

Issiqlik bilan ishlov berish jarayonlarining mohiyati quyma ichidagi strukturaviy oʻzgarishlarga va ularning qotib qolgan metallga taʼsiriga asoslanadi. Shunday qilib, 727 ˚C haroratgacha qizdirilganda, u aralash donador ostenitik strukturadir. Sovutish usuli transformatsiya variantlarini aniqlaydi:

1. Pendir ichida (tezlik 1˚C/min) - perlit konstruktsiyalar qattiqligi 200 HB (Brinell qattiqligi) bilan hosil qilingan.
2. Yoiqhavo (10˚S/min) – sorbitol (ferrit-perlit donalari), qattiqlik 300 HB.
3. Moy (100˚C/min) – troostit (ferrit-sementit mikrotuzilmasi), 400 HB.
4. Suv (1000˚C/min) – martensit: qattiq (600 HB), ammo mo'rt sivri tuzilishi.

Payvandlash bo'g'inining qattiqligi, mustahkamligi, plastisitivligi sifat ko'rsatkichlari etarli bo'lishi kerak, shuning uchun tikuvning martensitik xususiyatlari qabul qilinishi mumkin emas. Kam uglerodli qotishmalar ferrit, ferrit-perlit, ferrit-austenitik tuzilishga ega. O'rta uglerodli va o'rta qotishma po'latlar - perlitik. Yuqori uglerodli va yuqori qotishmali - martensit yoki troostit, bu ferrit-astenitik shaklga keltirish uchun muhimdir.

Yumshoq po'latdan payvandlash

Uglerodli po'latlarning payvandlanishi uglerod va aralashmalar miqdori bilan belgilanadi. Ular yonib ketishga qodir, gazsimon shakllarga aylanadi va past sifatli tikuv porozligini beradi. Oltingugurt va fosfor donalarning chetlarida to'planib, strukturaning mo'rtligini oshiradi. Payvandlash eng soddalashtirilgan, ammo individual yondashuvni talab qiladi.

Umumiy sifatli uglerodli po'lat uch guruhga bo'linadi: A, B va C. Payvandlash ishlari C guruhidagi metall bilan amalga oshiriladi.

GOST 380-94 ga muvofiq VST1 - VST4 po'lat markalarining payvandlanishi cheklovlar va qo'shimcha talablarning yo'qligi bilan tavsiflanadi. Diametri 40 mm gacha bo'lgan qismlarni payvandlash isitishsiz sodir bo'ladi. Sinflardagi mumkin bo'lgan ko'rsatkichlar: G - marganetsning yuqori miqdori; kp, ps, cn - "qaynoq", "yarim tinch", "tinch"mos ravishda.

Kam uglerodli sifatli po'lat deoksidlanish darajasini va marganets tarkibini ko'rsatadigan uglerodning yuzdan bir qismiga ega navlar bilan ifodalanadi (GOST 1050-88): po'lat 10 (shuningdek 10kp, 10ps, 10G), 15 (shuningdek 15kp, 15ps, 15G), 20 (shuningdek 20kp, 20ps, 20G).

Sifatli payvandlashni ta'minlash uchun payvand chokini uglerod C va marganets Mn bilan to'yintirish jarayonini amalga oshirish kerak.

Payvandlash usullari:

1. Diametri 2 dan 5 mm gacha bo'lgan maxsus, dastlab kalsinlangan elektrodlar yordamida qo'lda yoy. Turlari: E38 (o'rtacha quvvat uchun), E42, E46 (420 MPa gacha yaxshi quvvat uchun), E42A, E46A (murakkab tuzilmalarning yuqori mustahkamligi va ularning maxsus sharoitlarda ishlashi uchun). OMM-5 va UONI 13/45 rodlari bilan payvandlash to'g'ridan-to'g'ri oqim ta'sirida amalga oshiriladi. TsM-7, OMA-2, SM-11 elektrodlari bilan ishlash har qanday xarakterli oqim bilan amalga oshiriladi.
2. Gaz bilan payvandlash. Ko'pincha istalmagan, ammo mumkin. Sv-08, Sv-08A, Sv-08GA, Sv-08GS plomba simlari yordamida amalga oshiriladi. Yupqa past uglerodli metall (d 8mm) chap yo'lda, qalin (d 8mm) - to'g'ri tarzda payvandlanadi. Chokning xususiyatlaridagi kamchiliklarni normallashtirish yoki yumshatish orqali bartaraf etish mumkin.

Kam karbonli po'latlarni payvandlash qo'shimcha isitishsiz amalga oshiriladi. Oddiy shaklning tafsilotlari uchun hech qanday cheklovlar yo'q. Volumetrik va panjarali tuzilmalarni shamoldan himoya qilish muhimdir. Murakkab narsalarni ustaxonada 5˚S dan past bo'lmagan haroratda payvand qilish tavsiya etiladi.

Shunday qilib, VST1 - VST4 markalari uchun po'lat 10 - po'lat 20 - payvandlanish qobiliyati yaxshi, amaldacheklovlarsiz, payvandlash usuli, elektrod turi va oqim xususiyatlarini standart individual tanlashni talab qiladi.

Oʻrta va yuqori uglerodli konstruktiv poʻlatlar

Qitmaning uglerod bilan to'yinganligi uning yaxshi birikmalar hosil qilish qobiliyatini pasaytiradi. Yoy yoki gaz alangasining issiqlik ta'siri jarayonida oltingugurt donalarning qirralari bo'ylab to'planib, qizil mo'rtlikka, fosfor sovuq mo'rtlikka olib keladi. Ko'pincha marganets bilan qotishma materiallar payvandlanadi.

Bularga oddiy sifatli VSt4, VSt5 (GOST 380-94), yuqori sifatli 25, 25G, 30, 30G, 35, 35G, 40, 45G (GOST 1050-88) turli metallurgiya ishlab chiqarishidagi konstruktiv poʻlatlar kiradi..

Ishning mohiyati payvand chovgumidagi uglerod miqdorini kamaytirish, undagi metallni kremniy va marganets bilan to'yintirish va optimal texnologiyani ta'minlashdan iborat. Shu bilan birga, mexanik xususiyatlarning beqarorlashishiga olib keladigan ortiqcha uglerod yo'qotilishining oldini olish muhimdir.

O'rta va yuqori uglerodli po'latlar bilan payvandlash xususiyatlari:

1. Kengligi 150 mm gacha bo'lgan qirrani 100-200˚S gacha qizdirish. Faqat Vst4 va po'lat 25 markalari qo'shimcha isitishsiz payvandlanadi. Qoniqarli payvandlash qobiliyatiga ega bo'lgan o'rta uglerodli po'latlar uchun ishni boshlashdan oldin to'liq normalizatsiya amalga oshiriladi. Yuqori uglerodli po'latlar uchun oldindan tavlanish talab qilinadi.
2. Arkni payvandlash 3 dan 6 mm gacha bo'lgan o'lchamdagi (OZS-2, UONI-13/55, ANO-7), to'g'ridan-to'g'ri oqim ostida qoplangan, kalsinlangan elektrodlar bilan amalga oshiriladi. ichida ishlash mumkinoqim yoki himoya gazlar (CO_{2, argon).}
3. Gazni payvandlash karburizatsiyali olovda, chap qo'l usulida, 200˚C haroratgacha oldindan qizdirish bilan, atsetilenning bir xil past quvvat manbai bilan amalga oshiriladi.
4. Qismlarga majburiy issiqlik bilan ishlov berish: ichki kuchlanishlarni minimallashtirish, yorilishni oldini olish, qotib qolgan martenzitik va troostit tuzilmalarini yumshatish uchun qattiqlashtirish va chiniqtirish yoki alohida chiniqtirish.
5. Kontakt nuqtali payvandlash cheklovsiz amalga oshiriladi.

Shunday qilib, o'rta va yuqori uglerodli konstruktiv po'latlar deyarli hech qanday cheklovlarsiz, kamida 5˚S tashqi haroratda payvandlanadi. Pastroq haroratlarda dastlabki isitish va yuqori sifatli issiqlik bilan ishlov berish majburiydir.

Kam qotishma po'latlarni payvandlash

Qotishma po'latlar - kerakli xususiyatlarni olish uchun eritish paytida turli metallar bilan to'yingan po'latlar. Ularning deyarli barchasi qattiqlik va quvvatga ijobiy ta'sir ko'rsatadi. Xrom va nikel issiqlikka chidamli va zanglamaydigan qotishmalarning bir qismidir. Vanadiy va kremniy elastiklik beradi, buloqlar va buloqlar ishlab chiqarish uchun material sifatida ishlatiladi. Molibden, marganets, titan aşınmaya chidamliligini, volfram - qizil qattiqlikni oshiradi. Shu bilan birga, qismlarning xususiyatlariga ijobiy ta'sir ko'rsatib, ular po'latning payvandlanishini yomonlashtiradi. Bundan tashqari, qattiqlashuv darajasi va martensitik tuzilmalarning shakllanishi, ichki stresslar va tikuvlarda yorilish xavfi ortadi.

Qotishma po'latlarning payvandlanishi ham ular bilan belgilanadikimyoviy tarkibi.

Kam qotishmali kam uglerodli 2GS, 14G2, 15G, 20G (GOST 4543-71), 15HSND, 16G2AF (GOST 19281-89) yaxshi payvandlangan. Standart sharoitlarda ular jarayonlar oxirida qo'shimcha isitish va issiqlik bilan ishlov berishni talab qilmaydi. Biroq, ba'zi cheklovlar hali ham mavjud:

• Ruxsat etilgan issiqlik sharoitlarining tor diapazoni.
• Ish -10˚S dan past bo'lmagan haroratda amalga oshirilishi kerak (atmosfera haroratining pastligi sharoitida, lekin -25˚S dan past bo'lmagan holda, 200˚S gacha oldindan isitishni qo'llang).

Imumkin usullar:

• To'g'ridan-to'g'ri tok 40 dan 50 A gacha bo'lgan elektr boshq manbai, E55, E50A, E44A elektrodlari.
• Sv-08GA, Sv-10GA plomba simidan foydalangan holda avtomatik suv ostida payvandlash.

09G2S, 10G2S1 po'latlarining payvandlanishi ham yaxshi, talablar va amalga oshirishning mumkin bo'lgan usullari 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15KhSND, 16G2AF qotishmalari bilan bir xil. 09G2S, 10G2S1 qotishmalarining muhim xususiyati diametri 4 sm gacha bo'lgan qismlar uchun qirralarni tayyorlash zaruratining yo'qligi hisoblanadi.

O'rta qotishma po'latlarni payvandlash

O'rta qotishma po'latlar 20KhGSA, 25KhGSA, 35KhGSA (GOST 4543-71) bo'shashmasdan tikuvlarning shakllanishiga sezilarli darajada qarshilik ko'rsatadi. Ular qoniqarli payvandlash qobiliyatiga ega bo'lgan guruhga tegishli. Ular 150-200˚S haroratgacha oldindan qizdirishni, ko'p qatlamli payvandlarni, payvandlashni tugatgandan so'ng qattiqlashishni va temperaturani talab qiladi. Variantlar:

• Elektr yoyi bilan payvandlashda tok va elektrod diametriish paytida ingichka qirralarning yanada qattiqlashishini hisobga olgan holda, metallning qalinligiga qarab qat'iy tanlanadi. Shunday qilib, mahsulot diametri 2-3 mm, joriy qiymati 50-90 A ichida bo'lishi kerak chekka qalinligi 7-10 mm, elektrodlar yordamida teskari polaritning to'g'ridan-to'g'ri oqimi 4-6 mm dan 200 A gacha ko'tariladi. Tsellyuloza yoki k altsiy ftoridli himoya qoplamali novdalar (Sv-18KhGSA, Sv-18KhMA) ishlatiladi.
• Himoya gaz muhitida ishlaganda CO_{2 diametrli Sv-08G2S, Sv-10G2, Sv-10GSMT, Sv-08Kh3G2SM simlaridan foydalanish kerak. 2 mm gacha.}

Bu materiallar uchun koʻpincha argon yoyi usuli yoki suv ostida payvandlash usuli qoʻllaniladi.

Issiqlikka chidamli va yuqori mustahkam po'latlar

Issiqlikka chidamli temir-uglerod qotishmalari 12MX, 12X1M1F, 25X2M1F, 15X5VF bilan payvandlash 300-450˚S haroratgacha oldindan qizdirish, yakuniy qattiqlashuv va yuqori harorat bilan amalga oshirilishi kerak.

• UONII 13 / 45MH, TML-3, TsL-30-63, TsL-39 kalsinlangan qoplangan elektrodlar yordamida ko'p qatlamli tikuvni loyihalash uchun kaskad usulida elektr boshq payvandlash.
• Sv-08KhMFA, Sv-18KhMA plomba materiallari yordamida 100 dm3/mm asetilen ta'minoti bilan gazni payvandlash. Quvurni ulash butun bo'g'inning oldingi gaz isitilishi bilan amalga oshiriladi.

14Kh2GM, 14Kh2GMRB o'rta qotishmali yuqori quvvatli materiallarni payvandlashda ba'zi nuanslarni hisobga olgan holda issiqlikka bardoshli po'latlar bilan bir xil qoidalarga amal qilish muhimdir:

• Toʻliq tozalashqirralar va tirgaklardan foydalanish.
• Elektrodni yuqori haroratda yumshatish (450˚C gacha).
• Qalinligi 2 sm dan ortiq qismlar uchun 150˚C gacha oldindan qizdiring.
• Tikkuvlarni sekin sovutish.

Yuqori qotishma po'latlar

Yuqori qotishma po'latlarni payvandlashda maxsus texnologiyadan foydalanish zarur. Bularga zanglamaydigan, issiqlikka chidamli va issiqlikka bardoshli qotishmalarning katta assortimenti kiradi, ulardan ba'zilari: 09Kh16N4B, 15Kh12VNMF, 10Kh13SYu, 08Kh17N5MZ, 08Kh18G8N2T, 03Kh16N15MZK1G. Po'latlarning payvandlanishi (GOST 5632-72) 4-guruhga tegishli.

Yuqori uglerodli yuqori qotishma po'latdan payvandlash xususiyati:

1. Issiqlik oʻtkazuvchanligi past boʻlganligi uchun oqim kuchini oʻrtacha 10-20% ga kamaytirish kerak.
2. Payvandlash 2 mm gacha boʻlgan elektrodlar boʻshliq bilan amalga oshirilishi kerak.
3. Fosfor, qoʻrgʻoshin, oltingugurt, surma miqdorini kamaytiring, molibden, vanadiy, volfram koʻpligini maxsus qoplangan tayoqchalar yordamida oshiring.
4. Aralash payvand choki mikrotuzilmasini shakllantirish zarurati (austenit + ferrit). Bu yotqizilgan metallning egiluvchanligini va ichki kuchlanishlarni minimallashtirishni ta'minlaydi.
5. Payvandlash arafasida chetini majburiy isitish. Harorat strukturalarning mikro tuzilishiga qarab 100 dan 300˚S gacha bo'lgan oraliqda tanlanadi.
6. Arkni payvandlashda qoplangan elektrodlarni tanlash qismlarning donalari, xususiyatlari va ish sharoitlari bilan belgilanadi: ostenitik po'lat 12X18H9 uchun: UONII 13 / NZh, OZL-7, Sv-06Kh19N9T bilan OZL-14 qoplamalar,Sv-02X19H9; martensitik po'lat 20Kh17N2 uchun: UONII 10Kh17T, Sv-08Kh17T bilan qoplangan AN-V-10; 12Kh21N5T ostenitik-ferritli po'lat uchun: TsL-33 Sv-08Kh11V2MF bilan qoplangan.
7. Gaz bilan payvandlashda asetilen ta'minoti 70-75 dm3/mm qiymatiga to'g'ri kelishi kerak, ishlatiladigan plomba simi Sv-02Kh19N9T, Sv-08Kh19N10B.
8. Suv ostidagi yoy operatsiyalari NZh-8 yordamida mumkin.

Poʻlatning payvandlanishi nisbiy parametrdir. Bu metallning kimyoviy tarkibi, uning mikro tuzilishi va fizik xususiyatlariga bog'liq. Shu bilan birga, yuqori sifatli bo'g'inlarni shakllantirish qobiliyatini yaxshi o'ylangan texnologik yondashuv, maxsus jihozlar va ish sharoitlari yordamida sozlash mumkin.