Egiluvchan temir: xususiyatlari, markalash va qo'llash sohasi

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

Cho'yan qattiq, korroziyaga chidamli, ammo mo'rt temir-uglerodli qotishma bo'lib, uglerod miqdori C 2,14 dan 6,67% gacha. Xarakterli kamchiliklar mavjudligiga qaramasdan, u turli xil turlari, xususiyatlari, ilovalari mavjud. Egiluvchan temir keng qo'llaniladi.

Tarix

Bu material miloddan avvalgi 4-asrdan beri ma'lum. e. Uning xitoycha ildizlari VI asrga to'g'ri keladi. Miloddan avvalgi e. Evropada qotishma sanoat ishlab chiqarishi haqida birinchi eslatma 14-asrga, Rossiyada esa 16-asrga to'g'ri keladi. Ammo egiluvchan temir ishlab chiqarish texnologiyasi 19-asrda Rossiyada patentlangan. Keyinchalik A. D. Annosov tomonidan ishlab chiqilgan.

Kulrang quyma dazmollar past mexanik xossalari tufayli foydalanishda cheklanganligi va po'latlar qimmat va past qattiqlik va chidamlilikka ega bo'lganligi sababli, ishonchli, bardoshli, qattiq metallni yaratish masalasi paydo bo'ldi. va ma'lum bir plastika.

Quyma temirni zarb qilish mumkin emas, lekin uning egiluvchanligi tufayli u ba'zi bosimli ishlov berish turlariga (masalan, shtamplash) mos keladi.

Ishlab chiqarish

Asosiy yo'l -yuqori pechlarda eritish.

Domna pechida ishlov berish uchun xom ashyo:

• Toʻplam - tarkibida ferum oksidi koʻrinishidagi metall boʻlgan temir rudasi.
• Yoqilg'i - koks va tabiiy gaz.
• Kislorod - maxsus nayzalar orqali yuboriladi.
• Flyuslar marganets va (yoki) kremniyga asoslangan kimyoviy birikmalardir.

Doma pechining bosqichlari:

1. Temir rudasining nayzalar orqali etkazib beriladigan kislorod bilan kimyoviy reaksiyalari natijasida sof temirni olish.
2. Koksning yonishi va uglerod oksidlarining hosil boʻlishi.
3. CO va CO bilan reaksiyalarda sof temirning karbürizatsiyasi_2.
4. Fe_{3C ning marganets va kremniy bilan toʻyinganligi, kerakli chiqish xususiyatlariga qarab.}
5. Tayyor metallni quyma temir teshiklar orqali qoliplarga tushirish; shlak teshiklari orqali shlak chiqishi.

Ish siklining oxirida yuqori pechlar cho'yan, shlak va yuqori o'choq gazlarini oladi.

Doma pechlari uchun metall buyumlar

Sovutish tezligi, mikro tuzilishi, uglerod va qo'shimchalar bilan to'yinganligiga qarab, quyma temirning bir nechta turlarini olish mumkin:

1. Xarid qilingan (oq): biriktirilgan uglerod, birlamchi sementit. Ular boshqa temir-uglerod qotishmalarini eritish, qayta ishlash uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi. Yuqori oʻchoq qotishmalarining 80% gacha ishlab chiqariladi.
2. Quyma (kulrang): toʻliq yoki qisman erkin grafit koʻrinishidagi uglerod, yaʼni uning plitalari. Kam mas'uliyatli tana qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Yuqori pechda ishlab chiqarilgan quymalarning 19% gacha.
3. Maxsus: ferroqotishmalarga boy. Ko'rib chiqilayotgan ishlab chiqarish turining 1-2%.

Egiluvchan temir cho'yanga issiqlik bilan ishlov berish natijasida olinadi.

Temir-uglerod tuzilmalari nazariyasi

Ferumli uglerod mikrostruktura variantida koʻrsatilgan kristall panjara turiga koʻra bir necha xil qotishmalarni hosil qilishi mumkin.

1. Qattiq eritmaning a-temir-ferritga kirib borishi.
2. Qattiq eritmaning g-temir - ostenitga kirib borishi.
3. Kimyoviy hosil boʻlishi Fe_{3C (bogʻlangan holat) – sementit. Birlamchi suyuqlik eritmasidan tez sovutish natijasida hosil bo'ladi. Ikkilamchi - ostenitdan haroratning sekin pasayishi. Uchinchi darajali - ferritdan asta-sekin sovutish.}
4. Ferrit va sementit donalarining mexanik aralashmasi - perlit.
5. Perlit yoki ostenit va sementit donalarining mexanik aralashmasi - ledeburit.

Cho'yanlar maxsus mikro tuzilishga ega. Grafit bog'langan holda bo'lishi va yuqoridagi tuzilmalarni hosil qilishi yoki turli xil qo'shimchalar shaklida erkin holatda bo'lishi mumkin. Xususiyatlarga asosiy donalar ham, bu shakllanishlar ham ta'sir qiladi. Metalldagi grafit fraktsiyalari plastinkalar, bo'laklar yoki sharlardir.

Qatlam shakli kulrang temir-uglerod qotishmalariga xosdir. Bu ularni mo'rt va ishonchsiz qiladi.

Yong'oqqa o'xshash qo'shimchalar egiluvchan cho'yanlarga ega bo'lib, ularning mexanik ishlashiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi.

Grafitning sferik tuzilishi bundan ham ko'proqqattiqlik, ishonchlilik, sezilarli yuklarga ta'sir qilishning oshishiga ta'sir qiluvchi metallning sifatini yaxshilaydi. Yuqori quvvatli quyma temir bu xususiyatlarga ega. Egiluvchan quyma temir o'z xususiyatlarini ferrit yoki perlit asoslari bo'yicha aniqlaydi, bunda grafit qo'shimchalari bor.

Ferritli egiluvchan temir ishlab chiqarish

Oq cho'chqa gipoevektoidli past uglerodli qotishmasidan uglerod miqdori 2,4-2,8% bo'lgan va ularga mos keladigan qo'shimchalar mavjudligi (Mn, Si, S, P) bo'lgan ingotlarni tavlash orqali ishlab chiqariladi. Tavlangan qismlarning devorlarining qalinligi 5 sm dan oshmasligi kerak. Muhim qalinlikdagi quyma uchun grafit plitalar shakliga ega va kerakli xususiyatlarga erishilmaydi.

Ferrit asosli egiluvchan temir olish uchun metall maxsus qutilarga solinadi va qum bilan sepiladi. Isitish pechlariga mahkam yopiq idishlar joylashtiriladi. Yuvish paytida quyidagi harakatlar ketma-ketligini bajaring:

1. Tuzilishlar pechlarda 1000 ˚C haroratgacha isitiladi va doimiy issiqlikda 10 dan 24 soatgacha turish uchun qoldiriladi. Natijada birlamchi sementit va ledeburit parchalanadi.
2. Metal pech bilan birga 720 ˚S ga sovutiladi.
3. 720 ˚S haroratda ular uzoq vaqt saqlanadi: 15 dan 30 soatgacha. Bu harorat ikkilamchi sementitning parchalanishini ta'minlaydi.
4. Oxirgi bosqichda ular yana ishlaydigan pechka bilan birga 500 ˚S ga sovutiladi va keyin havoga chiqariladi.

Bunday texnologik tavlanish grafitlash deb ataladi.

Bajarilgan ishlardan so'ng materialning mikro tuzilishixiralashgan grafit donalari bilan ferrit. Bu tur "qora yurak" deb ataladi, chunki tanaffus qora bo'ladi.

Parlitli egiluvchan temir ishlab chiqarish

Bu temir-uglerod qotishmasining bir turi bo'lib, u ham gipoevtekoid oqdan kelib chiqadi, ammo undagi uglerod miqdori ko'payadi: 3-3,6%. Pearlit asosli quymalarni olish uchun ular qutilarga joylashtiriladi va maydalangan kukunli temir javhari yoki shkala bilan sepiladi. Yuvish jarayonining o'zi soddalashtirilgan.

1. Metalning harorati 1000 ˚C gacha oshiriladi, 60-100 soat davomida saqlanadi.
2. Dizaynlar pech bilan soviydi.

Issiqlik ta'sirida tinimsizligi sababli metall muhitida diffuziya sodir bo'ladi: sementit parchalanishida ajralib chiqqan grafit tavlangan qismlarning sirt qatlamidan qisman chiqib, ruda yoki shkala yuzasiga joylashadi. Qattiq markazga ega bo'lgan "oq yurakli" egiluvchan temirning yumshoqroq, egiluvchan va egiluvchan yuqori qatlami olinadi.

Bunday tavlanish tugallanmagan deb ataladi. Sementit va ledeburitning mos keladigan grafit bilan lamelli perlitga parchalanishini ta'minlaydi. Agar yuqori zarba kuchi va egiluvchanligi bo'lgan donador perlitli sfero temir kerak bo'lsa, materialni 720 ˚S gacha qo'shimcha isitish qo'llaniladi. Buning natijasida grafit qo'shimchalari bo'lgan perlit donalari hosil bo'ladi.

Ferritli egiluvchan temirning xususiyatlari, belgilari va qoʻllanilishi

Metallning pechda uzoq vaqt “cho’kishi” sementit va ledeburitning ferritga to’liq parchalanishiga olib keladi. Rahmattexnologik fokuslar, yuqori uglerodli tarkibga ega bo'lgan qotishma olinadi - past karbonli po'latga xos bo'lgan ferritik struktura. Biroq, uglerodning o'zi hech qaerda yo'qolmaydi - u temir bilan bog'langan holatdan erkin holatga o'tadi. Harorat effekti grafit qo'shimchalarining shaklini xiralashgan qilib o'zgartiradi.

Ferrit strukturasi qattiqlikning pasayishiga, mustahkamlik qiymatlarining oshishiga, zarba kuchi va egiluvchanlik kabi xususiyatlarning mavjudligiga olib keladi.

Ferrit sinfidagi egiluvchan temirlarning markalanishi: KCh30-6, KCh33-8, KCh35-10, KCh37-12, bu erda:

KCh – nav belgisi – egiluvchan;

30, 33, 35, 37: s_v, 300, 330, 350, 370 N/mm^{2 - maksimal yuk qulab tushmasdan bardosh bera oladi;}

6, 8, 10, 12 - nisbiy cho'zilish, d, % - egiluvchanlik indeksi (qiymat qanchalik baland bo'lsa, metallni bosim bilan ko'proq qayta ishlash mumkin).

Qattiqlik - taxminan 100-160 HB.

Ushbu material oʻzining ishlash koʻrsatkichlari boʻyicha poʻlat va kulrang temir-uglerod qotishmasi oʻrtasida oʻrta oʻrinni egallaydi. Ferritik asosli egiluvchan cho'yan aşınmaya bardoshliligi, korroziyaga chidamliligi va charchoqqa chidamliligi bo'yicha perlitdan past, lekin mexanik chidamlilik, egiluvchanlik va quyma xususiyatlariga ko'ra yuqoriroqdir. Arzon narxi tufayli sanoatda past va o'rta yuk ostida ishlaydigan qismlarni ishlab chiqarish uchun keng qo'llaniladi: viteslar, karterlar, orqa akslar, sanitariya-tesisat.

Parlitli egiluvchan temirning xususiyatlari, belgilari va qoʻllanilishi

Tugallanmagan tavlanish tufayli birlamchi, ikkilamchi sementitlar va ledeburit 720 ˚S haroratda perlitga aylanadigan ostenitda toʻliq eriydi. Ikkinchisi ferrit va uchinchi darajali sementit donalarining mexanik aralashmasidir. Aslida, uglerodning bir qismi bog'langan holda qoladi, strukturani aniqlaydi va bir qismi xiralashgan grafitga "chiqariladi". Bunday holda, perlit lamel yoki donador bo'lishi mumkin. Shunday qilib, perlitli egiluvchan temir hosil bo'ladi. Uning xossalari toʻyingan, qattiqroq va kamroq egiluvchan tuzilishi bilan bogʻliq.

Bular, ferritik bilan solishtirganda, yuqori korroziyaga qarshi, aşınmaya bardoshli xususiyatlarga ega, ularning kuchi ancha yuqori, ammo quyish xususiyatlari va egiluvchanligi past. Mexanik zo'riqishlarga chidamlilik yuzaki oshiriladi, shu bilan birga mahsulot yadrosining qattiqligi va yopishqoqligi saqlanib qoladi.

Egiluvchan quyma temir marvarid sinfining markalanishi: KCh45-7, KCh50-5, KCh56-4, KCh60-3, KCh65-3, KCh70-2, KCh80-1, 5.

Birinchi raqam quvvat belgisi: mos ravishda 450, 500, 560, 600, 650, 700 va 800 N/mm2.

Ikkinchi - egiluvchanlikning belgilanishi: cho'zilish d,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 va 1, 5.

Perlitli egiluvchan cho'yan mashinasozlik va asbobsozlikda og'ir yuklar ostida ishlaydigan tuzilmalar uchun ishlatilgan - ham statik, ham dinamik: eksantrik vallar, krank vallar, debriyaj qismlari, pistonlar, biriktiruvchi rodlar.

Issiqlik bilan ishlov berish

Issiqlik bilan ishlov berish, ya'ni tavlanish natijasida olingan material qayta ishlanishi mumkin.harorat ta'siriga duchor bo'lish. Ularning asosiy maqsadi - mustahkamlik, aşınma qarshilik, korroziyaga va qarishga chidamliligini yanada oshirish.

1. Qattiqlik yuqori qattiqlik va qattiqlikni talab qiluvchi tuzilmalar uchun ishlatiladi; 900 ˚S gacha qizdirish orqali ishlab chiqariladi, qismlar mashina moyi yordamida o'rtacha 100 ˚S/sek tezlikda sovutiladi. Undan keyin 650˚S gacha qizdirish va havo sovutish bilan yuqori temperleme kuzatiladi.
2. Normallashtirish o'rta o'lchamdagi oddiy qismlar uchun pechda 900 ˚S gacha qizdirish, shu haroratda 1 dan 1,5 soatgacha ushlab turish va keyin havoda sovutish orqali qo'llaniladi. Troostit granüler perlit, uning qattiqligi va ishqalanish va aşınmada ishonchliligini ta'minlaydi. U marvarid asosli ishqalanishga qarshi egiluvchan cho'yanlarni olish uchun ishlatiladi.
3. Antifriksion ishlab chiqarishda tavlanish takrorlanadi: isitish - 900 ˚S gacha, bu issiqlikda uzoq vaqt ushlab turish, o'choq bilan birga sovutish. Ishqalanishga qarshi egiluvchan temirning ferrit yoki ferrit-perlit tuzilishi taqdim etiladi.

Cho'yan mahsulotlarini isitish mahalliy yoki kombinatsiyalangan holda amalga oshirilishi mumkin. Mahalliy foydalanish uchun yuqori chastotali oqimlar yoki asetilen alangasi (qattiqlashuv). Murakkab - isitish pechlari uchun. Mahalliy isitish bilan faqat yuqori qatlam qotib qoladi, shu bilan birga uning qattiqligi va mustahkamligi oshadi, lekin yadroning plastikligi va yopishqoqligi saqlanib qoladi.

Bu erda shuni ta'kidlash kerakki, quyma temirni zarb qilish nafaqat mexanik etarli emasligi sababli mumkin emas.xususiyatlari, shuningdek, haroratning keskin pasayishiga yuqori sezuvchanligi tufayli, bu suvni sovutish bilan qattiqlashganda muqarrar.

Ishqalanishga qarshi egiluvchan dazmollar

Bu xilma ham egiluvchan, ham qotishmalarga taalluqlidir, ular kulrang (ASF), egiluvchan (ASC) va yuqori quvvatli (ACS). Egiluvchan temir ACHK ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, u tavlangan yoki normallashtiriladi. Jarayonlar uning mexanik xususiyatlarini oshirish va yangi xususiyatni shakllantirish uchun amalga oshiriladi - boshqa qismlar bilan ishqalanish paytida aşınma qarshilik.

Belgilangan: AChK-1, AChK-2. U krank mili, tishli g'ildiraklar, podshipniklar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Qo'shimchalarning xossalarga ta'siri

Temir-uglerod asosi va grafitdan tashqari ular quyma temirning xususiyatlarini ham aniqlaydigan boshqa komponentlarni ham o'z ichiga oladi: marganets, kremniy, fosfor, oltingugurt va ba'zi qotishma elementlar.

Mangan suyuq metallning suyuqligini, korroziyaga chidamliligini va aşınma qarshiligini oshiradi. Bu qattiqlik va mustahkamlikni oshirishga, uglerodni Fe_{3C kimyoviy formulasida temir bilan bog'lashga, donador perlit hosil bo'lishiga yordam beradi.}

Kremniy suyuq qotishmaning suyuqligiga ham ijobiy ta'sir ko'rsatadi, sementitning parchalanishiga va grafit qo'shimchalarining chiqishiga yordam beradi.

Oltingugurt salbiy, ammo muqarrar komponent hisoblanadi. Mexanik va kimyoviy xususiyatlarni pasaytiradi, yoriqlar shakllanishini rag'batlantiradi. Biroq, uning tarkibini boshqa elementlar bilan (masalan, marganets bilan) oqilona nisbati imkon beradito'g'ri mikrostruktura jarayonlari. Shunday qilib, Mn-S nisbati 0,8-1,2 bo'lsa, perlit har qanday harorat ta'sirida saqlanib qoladi. Nisbat 3 ga oshirilsa, belgilangan parametrlarga qarab istalgan kerakli tuzilmani olish mumkin bo'ladi.

Fosfor suyuqlikni yaxshi tomonga o'zgartiradi, kuchga ta'sir qiladi, zarba kuchi va egiluvchanligini pasaytiradi, grafitlanish davomiyligiga ta'sir qiladi.

Xrom va molibden grafit bo'laklarining shakllanishiga to'sqinlik qiladi, ba'zi tarkiblarida ular donador perlit hosil bo'lishiga yordam beradi.

Volfram yuqori haroratli joylarda aşınmaya bardoshliligini oshiradi.

Alyuminiy, nikel, mis grafitlanishga hissa qo'shadi.

Temir-uglerod qotishmasini tashkil etuvchi kimyoviy elementlar miqdorini, shuningdek, ularning nisbatini sozlash orqali quyma temirning yakuniy xususiyatlariga ta'sir qilish mumkin.

Afzalliklar va kamchiliklar

Sferik temir - texnikada keng qo'llaniladigan material. Uning asosiy afzalliklari:

• yuqori qattiqlik, aşınma qarshilik, suyuqlik bilan birga kuch;
• normal qattiqlik va egiluvchanlik xususiyatlari;
• kulrang quyma temirlardan farqli ravishda shakllantirishda ishlab chiqarish qobiliyati;
• termik va kimyoviy-termik ishlov berish usullari bilan ma'lum bir qismning xususiyatlarini tuzatish uchun turli xil variantlar;
• arzon narx.

Kamchiliklarga individual xususiyatlar kiradi:

• mo'rtlik;
• grafit qo'shimchalarining mavjudligi;
• kesish unumdorligi past;
• to'qimalarning katta vazni.

Mavjud kamchiliklarga qaramay, metallurgiya va mashinasozlikda egiluvchan temir mas'uliyatli o'rinni egallaydi. Undan krankshaftlar, tormoz pad qismlari, tishli g'ildiraklar, pistonlar, ulash rodlari kabi muhim qismlar tayyorlanadi. Egiluvchan temir unchalik katta bo'lmagan navlarga ega bo'lib, sanoatda alohida o'rinni egallaydi. Uning ishlatilishi boshqa materiallardan foydalanish mumkin bo'lmagan yuklar uchun odatiy holdir.