Chuyan turlari, tasnifi, tarkibi, xossalari, markalanishi va qoʻllanilishi

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

Bugungi kunda inson hayotida quyma temir ishlatilmaydigan soha deyarli yo'q. Ushbu material insoniyatga uzoq vaqtdan beri ma'lum va amaliy nuqtai nazardan o'zini juda yaxshi isbotladi. Quyma temir juda ko'p turli xil qismlar, agregatlar va mexanizmlarning asosi bo'lib, ba'zi hollarda hatto o'ziga yuklangan funktsiyalarni bajarishga qodir bo'lgan o'zini o'zi ta'minlaydigan mahsulotdir. Shuning uchun, ushbu maqolada biz ushbu temir o'z ichiga olgan birikmaga katta e'tibor qaratamiz. Shuningdek, biz quyma temirning qanday turlari borligini, ularning fizik va kimyoviy xususiyatlarini bilib olamiz.

Tanrif

Quyma temir va uglerodning chinakam noyob qotishmasi bo'lib, unda Fe 90% dan ortiq, C esa 6,67% dan ko'p emas, lekin kamida 2,14% ni tashkil qiladi. Shuningdek, uglerodni quyma temirda sementit yoki grafit shaklida topish mumkin.

Uglerod qotishmaga etarlicha yuqori qattiqlikni beradi, shu bilan birga, u egiluvchanlik va egiluvchanlikni pasaytiradi. Natijada, quyma temir mo'rt materialdir. Shuningdek, quyma temirning ma'lum navlariga maxsus qo'shimchalar qo'shiladi, ular birikmaga ma'lum xususiyatlarni berishi mumkin. Qotishma elementlarning roli bo'lishi mumkin: nikel, xrom, vanadiy, alyuminiy. Quyma temirning zichlik indeksi kubometr uchun 7200 kilogrammni tashkil qiladi. Bundan shunday xulosa chiqarish mumkinquyma temir og'irligi kichik deb atash mumkin bo'lmagan ko'rsatkichdir.

Tarixiy ma'lumot

Temir eritish insoniyatga qadimdan ma'lum. Qotishma haqida birinchi eslatma miloddan avvalgi VI asrga to'g'ri keladi.

Qadim zamonlarda Xitoyda erish nuqtasi ancha past boʻlgan quyma temir ishlab chiqarilgan. Cho'yan Evropada 14-asrda, dona pechlari birinchi marta qo'llanilganda ishlab chiqarila boshlandi. O'sha paytda bunday temir quyma qurollar, snaryadlar, qurilish qismlari ishlab chiqarish uchun ishlatilgan.

Rossiyada quyma temir ishlab chiqarish 16-asrda faol boshlangan va keyin tez sur'atlar bilan kengaygan. Pyotr I davrida Rossiya imperiyasi temir ishlab chiqarish bo'yicha dunyoning barcha davlatlarini chetlab o'ta oldi, biroq yuz yildan keyin qora metallurgiya bozorida yana o'z o'rnini yo'qota boshladi.

O'rta asrlardan beri quyma temir turli xil san'at asarlarini yaratish uchun ishlatilgan. Xususan, 10-asrda xitoylik ustalar og'irligi 100 tonnadan ortiq bo'lgan sherning haqiqiy noyob figurasini quyishdi. 15-asrdan boshlab Germaniyada, undan keyin esa boshqa mamlakatlarda quyma temir quyish keng tarqaldi. Undan panjaralar, panjaralar, park haykallari, bog 'mebellari, qabr toshlari yasalgan.

XVIII asrning so'nggi yillarida Rossiya me'morchiligida temir quyish eng ko'p ishtirok etgan. 19-asr esa odatda "quyma temir davri" deb ataldi, chunki qotishma me'morchilikda juda faol ishlatilgan.

Xususiyatlar

Har xil turlari mavjudquyma temir, ammo bu metall birikmasining o'rtacha erish nuqtasi taxminan 1200 daraja Selsiy. Bu ko'rsatkich po'lat ishlab chiqarish uchun zarur bo'lganidan 250-300 daraja kamroq. Bu farq ancha yuqori uglerod miqdori bilan bog'liq bo'lib, bu uning molekulyar darajadagi temir atomlari bilan kamroq yaqin aloqasiga olib keladi.

Eritish va keyingi kristallanish vaqtida quyma temir tarkibidagi uglerod temirning molekulyar panjarasiga to'liq kirib borishga ulgurmaydi va shuning uchun cho'yan oxir-oqibat juda mo'rt bo'lib chiqadi. Shu munosabat bilan u doimiy dinamik yuklar mavjud bo'lgan joylarda ishlatilmaydi. Shu bilan birga, bu kuch talablari yuqori bo'lgan qismlar uchun juda yaxshi.

Ishlab chiqarish texnologiyasi

Mutlaqo barcha turdagi cho'yanlar yuqori o'choqda ishlab chiqariladi. Aslida, eritish jarayonining o'zi jiddiy moddiy investitsiyalarni talab qiladigan juda mashaqqatli faoliyatdir. Bir tonna cho'yan uchun 550 kilogramm koks va deyarli bir tonna suv kerak bo'ladi. Pechga yuklangan rudaning hajmi temir tarkibiga bog'liq bo'ladi. Ko'pincha ruda ishlatiladi, unda temir kamida 70% ni tashkil qiladi. Elementning pastroq konsentratsiyasi istalmagan, chunki uni ishlatish tejamkor bo'lar edi.

Birinchi bosqich ishlab chiqarish

Erituvchi temir quyidagicha. Avvalo, rudalar pechga quyiladi, shuningdek, kokslangan ko'mir navlari o'choq mili ichida bosim o'tkazish va kerakli haroratni saqlashga xizmat qiladi. Bundan tashqari, bu mahsulotlar yonish jarayonida davom etayotgan kimyoviy reaktsiyalarda faol ishtirok etaditemir kamaytiruvchi moddalarning roli.

Shu bilan birga o’choqqa katalizator bo’lib xizmat qiluvchi oqim yuklanadi. Bu toshlarning tezroq erishiga yordam beradi, bu esa temirning ajralib chiqishiga yordam beradi.

Shuni ta'kidlash kerakki, ruda o'choqqa yuklanishidan oldin maxsus dastlabki tozalashdan o'tadi. U maydalagichda eziladi (kichik zarrachalar tezroq eriydi). Keyin metallsiz zarralarni olib tashlash uchun yuviladi. Shundan so'ng, xom ashyo pishiriladi, buning natijasida oltingugurt va boshqa begona elementlar undan chiqariladi.

Ishlab chiqarishning ikkinchi bosqichi

Tabiiy gaz yuklangan va ishlashga tayyor pechga maxsus gorelkalar orqali yetkaziladi. Koks xom ashyoni isitadi. Bu holda uglerod ajralib chiqadi, u kislorod bilan birlashadi va oksid hosil qiladi. Bu oksid keyinchalik rudadan temirni olishda ishtirok etadi. E'tibor bering, o'choqdagi gaz miqdori ortishi bilan kimyoviy reaksiya tezligi pasayadi va ma'lum nisbatga erishilganda u butunlay to'xtaydi.

Oddiy uglerod eritma ichiga kirib, temir bilan qo’shilib, oxir-oqibat cho’yan hosil qiladi. Erimagan barcha elementlar sirtda bo'lib, oxir-oqibat olib tashlanadi. Bu chiqindilar shlak deb ataladi. U boshqa materiallarni ishlab chiqarish uchun ham ishlatilishi mumkin. Shu tarzda olingan cho'yan turlari quyma va cho'yan deyiladi.

Farqlanish

Quyma temirlarning zamonaviy tasnifi ushbu qotishmalarning quyidagi turlarga bo'linishini nazarda tutadi:

• Oq.
• Yarim.
• Kulrang grafitli.
• Yuqori quvvatli tugunli grafit.
• Egiluvchan.

Har birini alohida koʻrib chiqamiz.

Oq quyma temir

Bu quyma temir deyarli barcha uglerod kimyoviy bog'langan. Mashinasozlikda bu qotishma juda tez-tez ishlatilmaydi, chunki u qattiq, lekin juda mo'rt. Bundan tashqari, uni turli xil kesish asboblari bilan ishlov berish mumkin emas va shuning uchun hech qanday ishlov berishni talab qilmaydigan qismlarni quyish uchun ishlatiladi. Garchi bu turdagi quyma temir abraziv g'ildiraklar bilan silliqlash imkonini beradi. Oq quyma temir ham oddiy, ham qotishma bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, uni payvandlash qiyinchiliklarga olib keladi, chunki u sovutish yoki isitish vaqtida turli yoriqlar paydo bo'lishi bilan birga keladi, shuningdek, payvandlash nuqtasida hosil bo'lgan strukturaning heterojenligi tufayli.

Oq aşınmaya bardoshli cho’yanlar tez sovutish jarayonida suyuq qotishmaning birlamchi kristallanishi natijasida olinadi. Ular ko'pincha quruq ishqalanishli ilovalar uchun (masalan, tormoz prokladkalari) yoki eskirish va issiqlikka chidamliligi yuqori bo'lgan qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi (prokat rulolari).

Aytgancha, oq cho'yan o'z nomini uning sinishi ko'rinishi engil kristalli, nurli sirt bo'lganligi sababli oldi. Ushbu quyma temirning tuzilishi ledeburit, perlit va ikkilamchi sementitning birikmasidir. Agar bu quyma temir qotishma bo'lsa, u holda perlit aylanaditroostit, ostenit yoki martensit.

Yarim cho'yan

Bu xilma-xil metall qotishmalari haqida gapirmasa, quyma temirlarning tasnifi to'liq bo'lmaydi.

Bu cho’yan o’z tuzilishidagi karbid evtektikasi va grafit birikmasi bilan ajralib turadi. Umuman olganda, to'liq tuzilish quyidagi shaklga ega: grafit, pearlit, ledeburit. Agar quyma temir issiqlik bilan ishlov berish yoki qotishmalarga duchor bo'lsa, bu ostenit, martensit yoki acikulyar troostit hosil bo'lishiga olib keladi.

Bu turdagi quyma temir juda mo'rt, shuning uchun uni ishlatish juda cheklangan. Qotishma o'z nomini oldi, chunki uning sinishi kristalli strukturaning qorong'u va yorug'lik joylarining kombinatsiyasi.

Eng keng tarqalgan muhandislik materiali

Kulrang quyma temir GOST 1412-85 taxminan 3,5% uglerod, 1,9 dan 2,5% gacha kremniy, 0,8% gacha marganets, 0,3% gacha fosfor va 0,12% dan kam oltingugurtni o'z ichiga oladi.

Bunday quyma temirdagi grafit qatlamli shaklga ega. Bu maxsus oʻzgartirishni talab qilmaydi.

Grafit plitalari kuchli zaiflashtiruvchi ta'sirga ega va shuning uchun kulrang quyma temir juda past zarba kuchi va cho'zilishning deyarli to'liq yo'qligi (0,5% dan kam) bilan tavsiflanadi.

Kulrang quyma temir yaxshi ishlangan. Qotishma tuzilishi quyidagicha bo'lishi mumkin:

• Ferrit-grafit.
• Ferrit-perlit-grafit.
• Perlit-grafit.

Kulrang quyma temir taranglikka qaraganda siqilishda ancha yaxshi ishlaydi. U hamjuda yaxshi payvandlanadi, lekin bu oldindan isitishni talab qiladi va plomba moddasi sifatida yuqori miqdorda kremniy va uglerodli maxsus quyma temir tayoqlardan foydalanish kerak. Oldindan qizdirilmasa, payvandlash qiyin bo'ladi, chunki cho'yan payvandlash joyida oqaradi.

Kulrang quyma temir zarbasiz ishlaydigan qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi (shkivlar, qopqoqlar, yotoqlar).

Bu quyma temirning belgilanishi quyidagi printsipga muvofiq amalga oshiriladi: SCH 25-52. Ikkita harf bu kulrang quyma temir ekanligini ko'rsatadi, 25 raqami valentlik kuchining ko'rsatkichidir (MPa yoki kgf / mm 2), 52 raqami hozirgi paytda kuchlanish kuchidir. egilish.

Egiluvchan temir

Nodulyar cho'yan o'zining boshqa "akalaridan" tubdan farq qiladi, chunki uning tarkibida tugunli grafit mavjud. Suyuq qotishmaga maxsus modifikatorlarni (Mg, Ce) kiritish orqali olinadi. Grafit qo'shimchalari soni va ularning chiziqli o'lchamlari har xil bo'lishi mumkin.

Sferoid grafitning nimasi yaxshi? Bunday shaklning metall asosini minimal darajada zaiflashtiradiganligi, bu esa, o'z navbatida, perlit, ferrit yoki perlit-ferrit bo'lishi mumkin.

Issiqlik bilan ishlov berish yoki qotishma qoʻllanilishi tufayli quyma temir asosi acikulyar-troostit, martenzitik, ostenitik boʻlishi mumkin.

Egiluvchan temirning navlari har xil, ammo umumiy ma'noda uning belgilanishi quyidagicha: VCh 40-5. HF yuqori quvvatli quyma temir ekanligini taxmin qilish oson, 40 raqami ko'rsatkichdirvalentlik kuchi (kgf/mm2), 5 raqami cho'zilishga nisbatan, foizda ifodalangan.

Egiluvchan temir

Egiluvchan temirning tuzilishi - unda grafitning mayda yoki sharsimon shaklda mavjudligi. Shu bilan birga, maydalangan grafit turli xil noziklik va ixchamlikka ega bo'lishi mumkin, bu esa, o'z navbatida, quyma temirning mexanik xususiyatlariga bevosita ta'sir qiladi.

Sanoat cho'yanlari ko'pincha ferrit asosda ishlab chiqariladi, bu esa ko'proq egiluvchanlikni ta'minlaydi.

Ferritik egiluvchan temirning sinish ko'rinishi qora baxmal ko'rinishga ega. Strukturadagi perlit miqdori qanchalik ko'p bo'lsa, sinish shunchalik engil bo'ladi.

Umuman olganda egiluvchan temir oq temir quymalaridan 800-950 daraja Selsiy boʻyicha isitiladigan pechlarda uzoq vaqt choʻzilishi tufayli olinadi.

Bugungi kunda egiluvchan temir yasashning ikkita usuli bor: Yevropa va Amerika.

Amerika usuli qotishmani qumda 800-850 daraja haroratda cho'ktirishdir. Bu jarayonda grafit eng toza temir donalari orasida joylashgan. Natijada, quyma temir yopishqoq bo'ladi.

Yevropa usulida quyma temir javhari ichida qotib qoladi. Harorat bir vaqtning o'zida 850-950 darajani tashkil qiladi. Uglerod temir rudasiga o'tadi, buning natijasida quymalarning sirt qatlami karbonsizlanadi va yumshoq bo'ladi. Cho‘yan egiluvchan bo‘lib qoladi, yadro esa mo‘rt bo‘lib qoladi.

Egiluvchan temirning markalanishi: KCh 40-6, bu erda KCh, albatta, egiluvchan temir; 40 - kuchlanish kuchi indeksi;6 – cho‘zilish, %.

Boshqa ko'rsatkichlar

Quyma dazmollarni quvvatiga koʻra taqsimlashga kelsak, bu erda quyidagi tasnif qoʻllaniladi:

• Odat quvvati: sv 20 kg/mm gacha2.
• Kuchliligi oshirildi: sv=20 - 38 kg/mm2.
• Yuqori quvvat: sv=40 kg/mm2 va undan yuqori.

Egiluvchanligiga ko'ra cho'yanlar quyidagilarga bo'linadi:

• Egiluvchan emas - 1% dan kamroq cho'zilish.
• Kam plastik - 1% dan 5% gacha.
• Plastik - 5% dan 10% gacha.
• Plastikligi oshishi - 10% dan ortiq.

Xulosa qilib shuni ta'kidlashni istardimki, har qanday quyma temirning xususiyatlariga hatto quyma shakli va tabiati ham sezilarli darajada ta'sir qiladi.