Issiqlikka chidamli qotishmalar. Maxsus po'lat va qotishmalar. Issiqlikka chidamli qotishmalarni ishlab chiqarish va ulardan foydalanish

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Zamonaviy sanoatni po'lat kabi materiallarsiz tasavvur qilib bo'lmaydi. Biz bunga deyarli har qadamda duch kelamiz. Uning tarkibiga turli xil kimyoviy elementlarni kiritish orqali mexanik va operatsion xususiyatlarni sezilarli darajada yaxshilash mumkin.

Poʻlat nima

Poʻlat - tarkibida uglerod va temir boʻlgan qotishma. Bundan tashqari, bunday qotishma (quyidagi rasm) boshqa kimyoviy elementlarning aralashmalariga ega bo'lishi mumkin.

Bir nechta tuzilmaviy holatlar mavjud. Agar uglerod miqdori 0,025-0,8% oralig'ida bo'lsa, unda bu po'latlar gipoevtekoid deb ataladi va ularning tuzilishida perlit va ferritga ega. Agar po'lat giperevtekoid bo'lsa, u holda perlit va sementit fazalarini kuzatish mumkin. Ferrit strukturasining o'ziga xos xususiyati uning yuqori plastikligidir. Sementit ham sezilarli qattiqlikka ega. Perlit ikkala oldingi bosqichni ham hosil qiladi. U donador shaklga ega bo'lishi mumkin (sementit qo'shimchalari dumaloq shaklga ega ferrit donalari bo'ylab joylashgan) va qatlamli (ikkala faza ham plitalarga o'xshaydi). Agar po'lat haroratdan yuqori qizdirilsapolimorf modifikatsiyalar yuzaga keladi, strukturasi ostenitikga o'zgaradi. Ushbu bosqich plastiklikni oshirdi. Agar uglerod miqdori 2,14% dan oshsa, bunday materiallar va qotishmalar quyma temir deb ataladi.

Poʻlat turlari

Tarkibiga qarab poʻlat uglerodli va qotishmali boʻlishi mumkin. 0,25% dan kam uglerod miqdori yumshoq po'latni tavsiflaydi. Agar uning miqdori 0,55% ga yetsa, unda o'rta uglerodli qotishma haqida gapirish mumkin. Tarkibida 0,6% dan ortiq uglerod bo'lgan po'lat yuqori uglerodli po'lat deyiladi. Agar qotishma ishlab chiqarish jarayonida texnologiya o'ziga xos kimyoviy elementlarni kiritishni nazarda tutsa, unda bu po'lat qotishma deb ataladi. Turli komponentlarning kiritilishi uning xususiyatlarini sezilarli darajada o'zgartiradi. Agar ularning soni 4% dan oshmasa, u holda qotishma past qotishma hisoblanadi. O'rta qotishma va yuqori qotishma po'latdan mos ravishda 11% gacha va 12% dan ortiq inklyuziya mavjud. Po'lat qotishmalari qo'llaniladigan sohaga qarab, ularning bunday turlari mavjud: asbob, konstruktiv va maxsus po'latlar va qotishmalar.

Ishlab chiqarish texnologiyasi

Poʻlat eritish jarayoni ancha mashaqqatli. U bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi. Avvalo, sizga xom ashyo kerak - temir rudasi. Birinchi bosqich ma'lum bir haroratgacha isitishni o'z ichiga oladi. Bunday holda oksidlanish jarayonlari sodir bo'ladi. Ikkinchi bosqichda harorat ancha yuqori bo'ladi. Uglerod oksidlanish jarayonlari intensivroq. Qotishmani kislorod bilan qo'shimcha boyitish mumkin. Ichkarida keraksiz aralashmalar chiqariladishlak. Keyingi qadam po'latdan kislorodni olib tashlashdir, chunki u mexanik xususiyatlarni sezilarli darajada kamaytiradi. Bu diffuziya yoki cho'kma usulida amalga oshirilishi mumkin. Agar deoksidlanish jarayoni sodir bo'lmasa, unda hosil bo'lgan po'lat qaynayotgan po'lat deb ataladi. Sokin qotishma gazlarni chiqarmaydi, kislorod butunlay chiqariladi. Oraliq pozitsiyani yarim tinch po'latlar egallaydi. Temir qotishmalarini ishlab chiqarish o'choqlarda, induksion pechlarda, kislorod konvertorlarida amalga oshiriladi.

Poʻlat qotishma

Poʻlatning maʼlum xossalarini olish uchun uning tarkibiga maxsus qotishma moddalar kiritiladi. Ushbu qotishmaning asosiy afzalliklari turli deformatsiyalarga chidamliligini oshiradi, qismlar va boshqa strukturaviy elementlarning ishonchliligi sezilarli darajada oshadi. Qattiqlashuv yoriqlar va boshqa nuqsonlar foizini kamaytiradi. Ko'pincha turli elementlar bilan to'yinganlikning bu usuli kimyoviy korroziyaga qarshilik ko'rsatish uchun ishlatiladi. Ammo bir qator kamchiliklar ham mavjud. Ular qo'shimcha ishlov berishni talab qiladi, yoriqlar paydo bo'lish ehtimoli katta. Bundan tashqari, materialning narxi ham oshadi. Eng keng tarqalgan qotishma elementlari xrom, nikel, volfram, molibden, kob altdir. Ularni qo'llash doirasi juda katta. Bunga mashinasozlik, quvurlar, elektr stansiyalari, aviatsiya va boshqalar uchun ehtiyot qismlar ishlab chiqarish kiradi.

Issiqlikka chidamlilik va issiqlikka chidamlilik tushunchasi

Issiqlikka chidamlilik tushunchasi metall yoki qotishmaning yuqori haroratlarda ishlaganda barcha xususiyatlarini saqlab qolish qobiliyatini anglatadi. Bunday muhitda, ko'pinchagaz korroziyasi kuzatiladi. Shuning uchun, material ham uning ta'siriga chidamli bo'lishi kerak, ya'ni issiqlikka chidamli bo'lishi kerak. Shunday qilib, muhim haroratlarda ishlatiladigan qotishmalarning tavsifi ushbu ikkala tushunchani ham o'z ichiga olishi kerak. Shundagina bunday po'latlar qismlar, asboblar va boshqa konstruktiv elementlar uchun zarur bo'lgan xizmat muddatini ta'minlaydi.

Issiqlikka chidamli po'latning xususiyatlari

Harorat yuqori qiymatlarga yetgan hollarda, qulab tushmaydigan va deformatsiyaga berilmaydigan qotishmalardan foydalanish talab qilinadi. Bunday holda issiqlikka chidamli qotishmalar qo'llaniladi. Bunday materiallar uchun ish harorati 500ºS dan yuqori. Bunday po'latlarni xarakterlovchi muhim nuqtalar yuqori chidamlilik chegarasi, uzoq vaqt davomida saqlanib turadigan plastisiya, shuningdek, bo'shashish barqarorligi. Yuqori haroratga qarshilikni sezilarli darajada oshirishi mumkin bo'lgan bir qator elementlar mavjud: kob alt, volfram, molibden. Chromium ham zarur komponent hisoblanadi. Bu kuchga unchalik ta'sir qilmaydi, chunki u o'lchov qarshiligini oshiradi. Xrom korroziya jarayonlarini ham oldini oladi. Ushbu turdagi qotishmalarning yana bir muhim xususiyati sekin singdirishdir.

Issiqlikka chidamli po'latlarning tuzilishi bo'yicha tasnifi

Issiqlikka chidamli va issiqlikka chidamli qotishmalar ferrit sinfiga kiradi, martenzitik, ostenitik va ferrit-martenzitik tuzilishga ega. Birinchisida taxminan 30% xrom mavjud. Maxsus ishlov berishdan so'ng struktura nozik taneli bo'ladi. Agar isitish harorati 850ºS dan oshsa, unda donalarko'payadi va bunday issiqlikka chidamli materiallar mo'rt bo'ladi. Martensitik sinf quyidagi xrom miqdori bilan tavsiflanadi: 4% dan 12% gacha. Nikel, volfram va boshqa elementlar ham oz miqdorda bo'lishi mumkin. Ulardan avtomobillardagi turbinalar va klapanlarning qismlari tayyorlanadi. Tuzilishida martensit va ferrit bo'lgan po'latlar doimiy yuqori haroratlarda va uzoq muddatli ishlashda ishlashga mos keladi. Xrom miqdori 14% ga etadi. Ostenit nikelni issiqlikka chidamli qotishmalarga kiritish orqali olinadi. Xuddi shunday tuzilishga ega po'latlar ko'p navlarga ega.

Nikel asosidagi qotishmalar

Nikel bir qator foydali xususiyatlarga ega. Po'latning ish qobiliyatiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi (issiq va sovuq). Agar qism yoki asbob agressiv muhitda ishlashga mo'ljallangan bo'lsa, unda bu element bilan qotishma korroziyaga chidamliligini sezilarli darajada oshiradi. Nikel asosidagi issiqlikka chidamli materiallar quyidagi guruhlarga bo'linadi: issiqlikka chidamli va aslida issiqlikka chidamli. Ikkinchisi ham minimal issiqlikka chidamli xususiyatlarga ega bo'lishi kerak. Ishlash harorati 1200ºS ga etadi. Bundan tashqari, xrom yoki titan qo'shiladi. Xarakterli jihati shundaki, nikel bilan qotishma po'latlar bariy, magniy, bor kabi oz miqdorda aralashmalarga ega, shuning uchun don chegaralari yanada mustahkamlanadi. Ushbu turdagi issiqlikka chidamli qotishmalar zarb va prokat shaklida ishlab chiqariladi. Bundan tashqari, qismlarni quyish mumkin. Ularni qo'llashning asosiy sohasi gaz turbinasi elementlarini ishlab chiqarishdir. Nikel asosidagi issiqlikka chidamli qotishmalarda 30% gacha xrom mavjud. Ular shtamplash, payvandlash uchun etarlicha yaxshi qarz berishadi. Bundan tashqari, o'lchov qarshiligi yuqori darajada. Bu ularni gaz quvurlari tizimlarida ishlatish imkonini beradi.

Issiqlikka chidamli titanium qotishma po'lat

Titan oz miqdorda (0,3% gacha) kiritiladi. Bunday holda, u qotishma kuchini oshiradi. Agar uning tarkibi ancha yuqori bo'lsa, unda ba'zi mexanik xususiyatlar yomonlashadi (qattiqlik, kuch). Ammo plastika kuchayadi. Bu po'latni qayta ishlashni osonlashtiradi. Titanning boshqa komponentlar bilan birga kiritilishi bilan issiqlikka chidamli xususiyatlarni sezilarli darajada yaxshilash mumkin. Agar tajovuzkor muhitda ishlash zarurati bo'lsa (ayniqsa dizayn payvandlashni o'z ichiga olgan bo'lsa), unda bu kimyoviy element bilan qotishma oqlanadi.

Kob alt qotishmalari

Kob altning katta miqdori (80% gacha) issiqlikka chidamli va issiqlikka chidamli qotishmalar kabi materiallarni ishlab chiqarishga ketadi, chunki u sof shaklda kamdan-kam ishlatiladi. Uning kiritilishi plastisitni, shuningdek, yuqori haroratlarda ishlaganda qarshilikni oshiradi. Va u qanchalik baland bo'lsa, qotishma ichiga kiritilgan kob alt miqdori shunchalik yuqori bo'ladi. Ba'zi brendlarda uning tarkibi 30% ga etadi. Bunday po'latlarning yana bir o'ziga xos xususiyati magnit xususiyatlarini yaxshilashdir. Biroq, kob altning yuqori narxi tufayli undan foydalanish ancha cheklangan.

Molibdenning issiqlikka chidamli qotishmalarga ta'siri

Bu kimyoviy element yuqori haroratlarda materialning mustahkamligiga sezilarli ta'sir qiladi.

U, ayniqsa, boshqa elementlar bilan birgalikda qoʻllanilganda samarali boʻladi. Bu po'latning qattiqligini sezilarli darajada oshiradi (allaqachon 0,3% miqdorida). Kuchlanish kuchi ham ortadi. Molibden bilan qotishma issiqlikka chidamli qotishmalarning yana bir ijobiy xususiyati oksidlanish jarayonlariga yuqori darajada qarshilik ko'rsatishdir. Molibden donni maydalashga yordam beradi. Kamchilik - payvandlashning qiyinligi.

Boshqa maxsus po'lat va qotishmalar

Muayyan vazifalarni bajarish uchun ma'lum xususiyatlarga ega materiallar talab qilinadi. Shunday qilib, biz qotishma va uglerod bo'lishi mumkin bo'lgan maxsus qotishmalardan foydalanish haqida gapirishimiz mumkin. Ikkinchisida, qotishmalarni ishlab chiqarish va ularni qayta ishlash maxsus texnologiya yordamida amalga oshirilishi tufayli kerakli xususiyatlar to'plamiga erishiladi. Hatto maxsus qotishmalar va po'latlar ham strukturaviy va asbobga bo'linadi. Ushbu turdagi materiallarning asosiy vazifalari orasida quyidagilarni ajratib ko'rsatish mumkin: korroziya va aşınma jarayonlariga qarshilik, agressiv muhitda ishlash qobiliyati va yaxshilangan mexanik xususiyatlar. Bu turkumga issiqlikka chidamli po'latlar va yuqori ish haroratiga ega qotishmalar va -296ºS gacha bardosh beradigan kriogen po'latlar kiradi.

Asbob po'lati

Asboblar ishlab chiqarishda maxsus asbob po'latidan foydalaniladi. Ularning ish sharoitlari har xil bo'lganligi sababli, materiallar ham individual ravishda tanlanadi. Asboblarga qo'yiladigan talablar ancha yuqori bo'lganligi sababli, ular uchun qotishmalarning xususiyatlariishlab chiqarish mos keladi: ular uchinchi tomon aralashmalari, inklyuziyalardan tozalangan bo'lishi kerak, deoksidlanish jarayoni yaxshi amalga oshiriladi va struktura bir hil bo'ladi. O'lchov asboblari uchun barqaror parametrlarga ega bo'lish va aşınmaya qarshi turish juda muhimdir. Agar biz kesish asboblari haqida gapiradigan bo'lsak, unda ular yuqori haroratlarda (qirraning isishi bor), doimiy ishqalanish va deformatsiyada ishlaydi. Shuning uchun ular qizdirilganda ularning asosiy qattiqligini saqlab qolishlari juda muhimdir. Boshqa turdagi asboblar po'lati yuqori tezlikli po'latdir. Asosan, u volfram bilan qoplangan. Qattiqlik taxminan 600ºS haroratgacha saqlanadi. Qolgan po'latlar ham bor. Ular issiq va sovuq shakllanish uchun mo'ljallangan.

Maxsus qotishma ilovalari

Maxsus xususiyatlarga ega qotishmalardan foydalanadigan sohalar juda ko'p. Yaxshilangan sifatlari tufayli ular mashinasozlik, qurilish va neft sanoatida ajralmas hisoblanadi. Issiqlikka chidamli va issiqlikka chidamli qotishmalar turbina qismlari, avtomobillar uchun ehtiyot qismlar ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Yuqori korroziyaga qarshi xususiyatlarga ega bo'lgan po'latlar quvurlar, karbüratör ignalari, disklar va kimyo sanoatining turli elementlarini ishlab chiqarish uchun ajralmas hisoblanadi. Temir yo'l relslari, chelaklar, transport vositalari uchun yo'llar - aşınmaya bardoshli po'latlar bularning barchasi uchun asosdir. Boltlar, yong'oqlar va boshqa shunga o'xshash qismlarni ommaviy ishlab chiqarishda avtomatik qotishmalar qo'llaniladi. Buloqlar etarlicha elastik va aşınmaya bardoshli bo'lishi kerak. Shunung uchunular uchun material bahor po'latdir. Ushbu sifatni yaxshilash uchun ular qo'shimcha ravishda xrom, molibden bilan qotishtiriladi. O'ziga xos xususiyatlar to'plamiga ega bo'lgan barcha maxsus qotishmalar va po'latlar ilgari rangli metallar ishlatilgan qismlarning narxini pasaytirishi mumkin.