Hipoeutektoid po'lat: tuzilishi, xususiyatlari, ishlab chiqarish va qo'llanilishi

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

Uglerodli po'latlardan foydalanish qurilish va sanoatda keng tarqalgan. Texnik temir deb ataladigan guruh ko'plab afzalliklarga ega bo'lib, ular yakuniy mahsulotlar va tuzilmalarning ish faoliyatini oshirishga olib keladi. Kuchlilik va stressga chidamlilikning optimal xususiyatlari bilan bir qatorda, bu qotishmalar moslashuvchan dinamik xususiyatlar bilan ham ajralib turadi. Xususan, uglerod aralashmalarining katta qismini o'z ichiga olgan gipoevtekoid po'lat o'zining yuqori egiluvchanligi bilan baholanadi. Lekin bu yuqori quvvatli temirning barcha afzalliklari emas.

Qotishma haqida umumiy ma'lumot

Poʻlatning oʻziga xos xususiyati strukturada maxsus qotishma aralashmalar va uglerodning mavjudligidir. Aslida, gipoevtekoid qotishma uglerod tarkibi bilan belgilanadi. Bu erda klassik evtekoid va ledeburit po'latlarini ajratib ko'rsatish muhim, ular texnik temirning tavsiflangan xilma-xilligi bilan juda o'xshashdir. Agar biz po'latning strukturaviy sinfini ko'rib chiqsak, u holda gipoevtekoid qotishma evtekoidlarga tegishli bo'ladi, ammo tarkibida qotishma ferritlar va pearlitlar mavjud. Gipereutektoidlardan asosiy farq uglerod darajasi 0,8% dan past bo'ladi. Bundan oshib ketishko'rsatkich po'latni to'liq evtekoidlar sifatida tasniflash imkonini beradi. Qaysidir ma'noda, gipoevtekoidning qarama-qarshi tomoni - gipereutektoid po'latdir, u perlitdan tashqari, karbidlarning ikkilamchi aralashmalarini ham o'z ichiga oladi. Shunday qilib, gipoevtekoid qotishmalarni evtekoidlarning umumiy guruhidan ajratishga imkon beradigan ikkita asosiy omil mavjud. Birinchidan, bu nisbatan kichik uglerod tarkibi, ikkinchidan, bu maxsus aralashmalar to'plami bo'lib, uning asosini ferrit tashkil qiladi.

Ishlab chiqarish texnologiyasi

Gipoevtekoid po'lat ishlab chiqarishning umumiy texnologik jarayoni boshqa qotishmalarni ishlab chiqarishga o'xshaydi. Ya'ni, taxminan bir xil texnikalar qo'llaniladi, ammo turli xil konfiguratsiyalarda. Gipoevtekoid po'lat o'ziga xos tuzilishini olish nuqtai nazaridan alohida e'tibor talab qiladi. Buning uchun sovutish fonida ostenitning parchalanishini ta'minlaydigan texnologiya qo'llaniladi. O'z navbatida, ostenit bir xil ferrit va pearlitni o'z ichiga olgan birlashtirilgan aralashdir. Isitish va sovutish intensivligini tartibga solish orqali texnologlar ushbu qo'shimchaning tarqalishini nazorat qilishlari mumkin, bu oxir-oqibat materialning muayyan ishlash sifatlarining shakllanishiga ta'sir qiladi.

Biroq, perlit tomonidan ta'minlangan uglerod bir xil bo'lib qoladi. Keyinchalik tavlanish mikrostrukturaning shakllanishini tuzatishi mumkin bo'lsa-da, uglerod miqdori 0,8% oralig'ida bo'ladi. Po'lat konstruktsiyani shakllantirish jarayonining majburiy bosqichi normalizatsiya hisoblanadi. Ushbu protsedura bir xil donlarni fraksiyonel optimallashtirish uchun talab qilinadiostenit. Boshqacha qilib aytganda, ferrit va pearlit zarralari optimal o'lchamlarga qisqartiriladi, bu esa po'latning texnik va jismoniy ko'rsatkichlarini yanada yaxshilaydi. Bu murakkab jarayon bo'lib, unda ko'p narsa isitishni tartibga solish sifatiga bog'liq. Agar harorat rejimi oshib ketgan bo'lsa, unda teskari ta'sir yaxshi ta'minlanishi mumkin - ostenit donalarining ko'payishi.

Po'latni tavlash

Bir necha tavlanish usullaridan foydalanish qo'llaniladi. To'liq va qisman tavlanish texnikasi o'rtasida tub farq bor. Birinchi holda, ostenit kritik haroratgacha intensiv ravishda isitiladi, undan keyin normalizatsiya sovutish orqali amalga oshiriladi. Bu erda ostenitning parchalanishi sodir bo'ladi. Qoida tariqasida, po'latlarning to'liq tavlanishi 700-800 ° S rejimida amalga oshiriladi. Ushbu darajadagi issiqlik bilan ishlov berish faqat ferrit elementlarning parchalanish jarayonlarini faollashtiradi. Sovutish tezligi ham sozlanishi mumkin, masalan, pech xodimlari kamera eshigini yopish yoki ochish orqali boshqarishi mumkin. Avtomatik rejimdagi izotermik pechlarning so'nggi modellari berilgan dasturga muvofiq sekin sovutishni amalga oshirishi mumkin.

To'liq bo'lmagan tavlanishga kelsak, u 800 °C dan yuqori haroratda isitish orqali ishlab chiqariladi. Biroq, kritik harorat ta'sirini ushlab turish vaqtida jiddiy cheklovlar mavjud. Shu sababli, to'liq bo'lmagan tavlanish sodir bo'ladi, buning natijasida ferrit yo'qolmaydi. Binobarin, kelajakdagi materialning tuzilishidagi ko'plab kamchiliklar bartaraf etilmaydi. Nima uchun po'latlarning bunday tavlanishi fizikani yaxshilamasa, keraksifati? Aslida, bu yumshoq strukturani saqlab qolishga imkon beruvchi to'liq bo'lmagan issiqlik bilan ishlov berish. Yakuniy material o'z-o'zidan uglerodli po'latlarga xos bo'lgan har bir dasturda talab etilmasligi mumkin, ammo oson ishlov berishga imkon beradi. Yumshoq pro-evtekoid qotishmasi kesish oson va ishlab chiqarish arzonroq.

Qotishma normalizatsiya

Otishdan keyin issiqlik bilan ishlov berish jarayonini kuchaytiradi. Normalizatsiya va isitish operatsiyalari mavjud. Ikkala holatda ham biz ish qismiga issiqlik ta'siri haqida gapiramiz, bunda harorat 1000 ° C dan oshishi mumkin. Ammo o'z-o'zidan hipoeutektoid po'latlarning normallashishi issiqlik bilan ishlov berish tugagandan so'ng sodir bo'ladi. Bu bosqichda sovutish tinch havo sharoitida boshlanadi, bu davrda ta'sir qilish nozik taneli ostenit to'liq hosil bo'lguncha sodir bo'ladi. Ya'ni, isitish qotishmani normallashtirilgan holatga keltirishdan oldin o'ziga xos tayyorgarlik operatsiyasidir. Agar biz o'ziga xos tarkibiy o'zgarishlar haqida gapiradigan bo'lsak, unda ko'pincha ular ferrit va perlit hajmining pasayishi, shuningdek ularning qattiqligining oshishi bilan ifodalanadi. Zarrachalarning mustahkamlik sifatlari tavlanish jarayonlari orqali erishilganlarga nisbatan ortadi.

Normallashtirgandan soʻng yana bir uzoq taʼsirli isitish jarayoni davom etishi mumkin. Keyin ishlov beriladigan qism sovutiladi va bu qadam turli yo'llar bilan amalga oshirilishi mumkin. Yakuniy gipoevtekoid po'lat havoda yoki havoda olinadisekin sovutadigan pechlar. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, eng yuqori sifatli qotishma normallashtirishning to'liq texnologiyasidan foydalangan holda hosil bo'ladi.

Haroratning qotishma tuzilishiga ta'siri

Poʻlat konstruksiyaning hosil boʻlish jarayoniga haroratning aralashuvi ferrit-sementit massasi ostenitga aylangan paytdan boshlanadi. Boshqacha qilib aytganda, perlit qisman yuqori quvvatli po'lat hosil bo'lishi uchun asos bo'ladigan funktsional aralashmaning holatiga o'tadi. Termal ishlov berishning keyingi bosqichida qotib qolgan po'lat ortiqcha ferritdan xalos bo'ladi. Yuqorida aytib o'tilganidek, to'liq bo'lmagan tavlanish holatida bo'lgani kabi, u har doim ham butunlay yo'q qilinmaydi. Ammo klassik hipoeutektoid qotishmasi hali ham bu ostenit komponentini yo'q qilishni o'z ichiga oladi. Keyingi bosqichda mavjud kompozitsiya allaqachon optimallashtirilgan tuzilmani shakllantirishni kutish bilan optimallashtirilgan. Ya'ni kuchayib borayotgan mustahkamlik xususiyatlarini olish bilan qotishma zarrachalarida pasayish kuzatiladi.

Ostenitlarning haddan tashqari sovutilgan aralashmasi bilan izotermik transformatsiya turli rejimlarda amalga oshirilishi mumkin va harorat darajasi texnolog tomonidan boshqariladigan parametrlardan faqat bittasi. Issiqlik ta'sirining eng yuqori intervallari, sovutish tezligi va boshqalar ham o'zgaradi. Tanlangan normalizatsiya rejimiga qarab, ma'lum texnik va jismoniy xususiyatlarga ega qotib qolgan po'lat olinadi. Aynan shu bosqichda maxsus operatsion xususiyatlarni o'rnatish ham mumkin. Yorqin misol - samarali qayta ishlash maqsadida olingan yumshoq tuzilishga ega qotishma. Lekin ko'pinchaishlab chiqaruvchilar hali ham oxirgi iste'molchining ehtiyojlariga va uning metallning asosiy texnik va ekspluatatsion sifatlariga bo'lgan talablariga e'tibor qaratishadi.

Poʻlatning tuzilishi

700 °C haroratda normalizatsiya rejimi ferritlar va pearlitlar donalari asos bo'ladigan strukturaning shakllanishiga olib keladi. Aytgancha, gipereutektoid po'latlarning tuzilishida ferrit o'rniga sementit mavjud. Xona haroratida, normal holatda, ortiqcha ferritning tarkibi ham qayd etiladi, garchi bu qism uglerod ko'payishi bilan minimallashtirilsa ham. Shuni ta'kidlash kerakki, po'latning tuzilishi kichik darajada uglerod tarkibiga bog'liq. Bir xil isitish vaqtida asosiy komponentlarning xatti-harakatlariga amalda ta'sir qilmaydi va deyarli barchasi perlitda to'plangan. Aslida, perlit uglerod aralashmasi miqdorini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin - qoida tariqasida, bu ahamiyatsiz qiymatdir.

Yana bir tarkibiy nuance ham qiziq. Gap shundaki, pearlit va ferrit zarralari bir xil o'ziga xos tortishish kuchiga ega. Bu shuni anglatadiki, ushbu tarkibiy qismlardan birining umumiy massadagi miqdori bo'yicha siz uning umumiy maydoni qancha ekanligini bilib olishingiz mumkin. Shunday qilib, mikroseksiya sirtlari o'rganiladi. Gipoevtekoid po'lat qizdirilgan rejimga qarab, ostenit zarrachalarining fraksiyonel parametrlari ham hosil bo'ladi. Ammo bu noyob qadriyatlar shakllanishi bilan deyarli individual formatda sodir bo'ladi - boshqa narsa shundaki, turli ko'rsatkichlar uchun cheklovlar standart bo'lib qoladi.

Gipoevtekoid po'latning xususiyatlari

Bu metall tegishlipast uglerodli po'latlarga, shuning uchun siz undan maxsus ishlashni kutmasligingiz kerak. Kuchlilik xususiyatlariga ko'ra, bu qotishma evtekoidlardan sezilarli darajada past ekanligini aytish kifoya. Bu tuzilishdagi farqlarga bog'liq. Gap shundaki, ortiqcha ferritlar bo'lgan po'latning gipoevtekoid klassi konstruktiv to'plamda sementit bo'lgan analoglardan pastroqdir. Qisman shu sababli, texnologlar qurilish sanoati uchun qotishmalardan foydalanishni tavsiya etadilar, ularni ishlab chiqarishda ferritlarni almashtirish bilan yoqish operatsiyasi maksimal darajada amalga oshirildi.

Agar biz ushbu materialning ijobiy istisnoli xususiyatlari haqida gapiradigan bo'lsak, unda ular plastiklik, tabiiy biologik vayronagarchilik jarayonlariga qarshilik va boshqalardir. Shu bilan birga, gipoevtekoid po'latlarning qotib qolishi bir qator qo'shimcha sifatlarni qo'shishi mumkin. metall. Masalan, bu issiqlik qarshiligini oshirish va korroziya jarayonlariga moyillik yo'qligi, shuningdek, an'anaviy past uglerodli qotishmalarga xos bo'lgan himoya xususiyatlarining butun majmuasi bo'lishi mumkin.

Ilova joylari

Metalning ferritli po'latlar sinfiga mansubligi sababli mustahkamlik xususiyatlarining biroz pasayishiga qaramay, bu material turli sohalarda keng tarqalgan. Masalan, mashinasozlikda gipoevtekoid po'latlardan yasalgan qismlar ishlatiladi. Yana bir narsa shundaki, qotishmalarning yuqori navlari qo'llaniladi, ularni ishlab chiqarishda pishirish va normalizatsiya qilishning ilg'or texnologiyalari qo'llanilgan. Shuningdek, kamaytirilgan ferritli gipoevtekoid po'latning tuzilishi juda yaxshiqurilish konstruksiyalarini ishlab chiqarishda metalldan foydalanishga imkon beradi. Bundan tashqari, ushbu turdagi ba'zi po'lat navlarining arzonligi sizga sezilarli tejashga ishonish imkonini beradi. Ba'zan, qurilish materiallari va po'lat modullarni ishlab chiqarishda kuchni oshirish umuman talab qilinmaydi, ammo aşınma qarshilik va elastiklik zarur. Bunday hollarda gipoevtekoid qotishmalardan foydalanish oqlanadi.

Ishlab chiqarish

Rossiyada koʻplab korxonalar gipoevtekoid metall ishlab chiqarish, tayyorlash va ishlab chiqarish bilan shugʻullanadi. Masalan, Ural rangli metallar zavodi (UZTSM) bir vaqtning o'zida ushbu turdagi po'latning bir nechta navlarini ishlab chiqaradi va iste'molchiga turli xil texnik va fizik xususiyatlarni taklif qiladi. Ural po'lat zavodi yuqori sifatli qotishma komponentlarni o'z ichiga olgan ferritli po'latlarni ishlab chiqaradi. Bundan tashqari, assortimentda issiqlikka chidamli, yuqori xromli va zanglamaydigan metallar kabi maxsus qotishma modifikatsiyalari mavjud.

Metalloinvestni ham eng yirik ishlab chiqaruvchilar orasida ajratib ko'rsatish mumkin. Ushbu kompaniyaning ob'ektlarida qurilishda foydalanish uchun mo'ljallangan gipoevtekoid tuzilishga ega bo'lgan konstruktiv po'latlar ishlab chiqariladi. Ayni paytda korxonaning po'lat zavodi yangi standartlar bo'yicha ishlamoqda, bu esa ferrit qotishmalarining zaif nuqtasi - mustahkamlik ko'rsatkichini yaxshilash imkonini beradi. Xususan, kompaniya texnologlari stress intensivlik koeffitsientini oshirish, materialning zarba kuchi va charchoqqa chidamliligini optimallashtirish ustida ishlamoqda. Bu bizga deyarli universal qotishmalarni taklif qilish imkonini beradi.

Xulosa

Sanoat va qurilish metallarining bir qancha texnik va ekspluatatsion xususiyatlari mavjud boʻlib, ular asosiy hisoblanadi va muntazam ravishda takomillashtiriladi. Biroq, konstruktsiyalar va texnologik jarayonlarning murakkablashishi bilan elementlar bazasiga yangi talablar ham paydo bo'ladi. Shu munosabat bilan, gipoeutektoid po'latdan aniq namoyon bo'ladi, unda turli xil ishlash fazilatlari jamlangan. Ushbu metalldan foydalanish bir nechta o'ta yuqori ko'rsatkichlarga ega bo'lgan qism kerak bo'lgan hollarda emas, balki turli xil xususiyatlarga ega maxsus atipik to'plamlar talab qilinadigan holatlarda oqlanadi. Bunday holda, metall moslashuvchanlik va egiluvchanlikning tegmaslik zarba qarshiligi va ko'pchilik uglerod qotishmalarida mavjud bo'lgan asosiy himoya sifatlari bilan uyg'unligini ko'rsatadi.