Դուպլեքս պողպատ. նկարագրություն, բնութագրեր և առանձնահատկություններ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Այսօր դուպլեքս պողպատն ավելի ու ավելի տարածված է դառնում: Այս տեսակի չժանգոտվող համաձուլվածքների արտադրությամբ զբաղվում են մետալուրգիայի ոլորտի գործնականում բոլոր ընկերությունները։ Դուք կարող եք ավելին կարդալ այն մասին, թե ինչ է դուպլեքս պողպատը և ինչ առավելություններ ունի այս հոդվածում:

Ընդհանուր տեղեկություններ

Դուպլեքս պողպատը ճանաչված է ամբողջ աշխարհում: Ի՞նչ հատկանիշներ ունի նա: Նախ, այս նյութի բարձր ամրությունը թույլ է տալիս նվազեցնել ցանկացած արտադրանքի վերջնական քաշը: Երկրորդ, այն հայտնի է կոռոզիայի նկատմամբ իր հսկայական դիմադրությամբ: Սա հատկապես նկատելի է, երբ հաշվի ենք առնում սթրեսային կոռոզիայից ճաքերի դիմադրությունը:

Հարկ է ասել, որ այս պահին հումքը դեռ ծանոթ չէ արտադրողներին, և, հետևաբար, մի քանի տարին մեկ անցկացվում են կոնֆերանսներ, որոնցում դիտարկվում են տեխնիկական հոդվածներ դուպլեքս պողպատի բոլոր հատկանիշների վերաբերյալ: Առայժմ, չնայած այս տեսակի արտադրանքի նկատմամբ բավականին մեծ հետաքրքրությանը, համաշխարհային շուկայի մասնաբաժինը կազմում է ընդամենը 1-3%։

Դեպքի պատմություն

Հարկ է նշել, որ ստեղծագործելու գաղափարըդուպլեքս պողպատը ծնվել է դեռևս 1920 թվականին։ Բայց առաջին նյութը հայտնվեց միայն 1930 թվականին Շվեդիայում։ Այս տեսակի հումքի լայն տարածումն ու օգտագործումը սկսվել է միայն վերջին տասնամյակում։ Դրա հիմնական պատճառը կայանում է նրանում, որ այս տարիների ընթացքում արտադրության տեխնոլոգիան մեծապես կատարելագործվել է։ Մասնավորապես, արտադրողները կարողացել են ավելի ճշգրիտ վերահսկել իրենց ազոտի պարունակությունը։

Որպեսզի հասկանաք առավելությունները և ինչու է ծնվել դուպլեքս չժանգոտվող պողպատը, դուք պետք է հասկանաք մյուս երկու հիմնական տեսակները:

Օստենիտիկ համաձուլվածքները, որոնք AISI 304 կամ 08X18H10 են, ինչպես նաև AISI 430 կամ 12X17 ֆերիտային դասակարգեր, բավականին հեշտ են արտադրվում: Ինչպես ենթադրում է նրանց անունը, դրանք հիմնականում բաղկացած են ավստենիտից կամ ֆերիտից։ Չնայած լայնորեն կիրառվող, դրանք ունեն տեխնիկական թերություններ։

Ավանդական պողպատների թերությունները

Եթե խոսենք ավստենիտիկ պողպատների մասին, ապա թերությունները ներառում են ցածր ամրություն, ինչպես նաև սթրեսային կոռոզիայից ճաքերի նկատմամբ ցածր դիմադրություն: Ինչ վերաբերում է ֆերիտիկ նյութին, ապա դրա ուժը մի փոքր ավելի բարձր է, բայց դեռ «չի հասնում» իդեալին։ Բացի այդ, պողպատի եռակցման ունակությունը զգալիորեն վատանում է նյութի հաստության աճի հետ և դառնում է բավականին փխրուն ցածր ջերմաստիճանի դեպքում:

Աուստենիտիկ համաձուլվածքի ևս մեկ փոքր թերություն բաղադրության մեջ նիկելի պարունակությունն է: Սա հանգեցնում է ապրանքի ավելի բարձր ինքնարժեքի, ինչից, իհարկե, ոչ մի վերջնական սպառող գոհ չէ:

Դուպլեքսի առավելություններ

Դուպլեքս չժանգոտվող պողպատի ստեղծման գաղափարը ծագել է ֆերիտիկ և ավստենիտիկ հիմքերը նույնացնելու ցանկությունից՝ նոր, ավելի որակյալ նյութ ստանալու համար: Մոտավորապես նույն քանակությամբ ֆերիտիկ և ավստենիտիկ պողպատը հանգեցրեց հետևյալ առավելություններին.

• Բարձր ուժ. 0.2% ելքի ուժի միջակայքը կկազմի 400-ից 450 ՄՊա, ինչը 150-ից 200 ՄՊա-ով ավելի է, քան կարելի է տեսնել ավստենիտիկ կամ ֆերիտիկ համաձուլվածքների դեպքում: Սա հանգեցրեց նրան, որ հնարավոր է նվազեցնել արտադրանքի հաստությունը՝ միաժամանակ չկորցնելով ուժը: Իսկ հաստության նվազումն առաջացրել է վերջնական զանգվածի նվազում։ Սա շատ կարևոր է շինարարական կառույցների, տանկերի և ճնշման անոթների ոլորտում։
• Որո՞նք են դուպլեքս պողպատի առավելությունները, բացի ամրությունից: Մետաղի եռակցումը բավականին լավ է նույնիսկ մեծ հաստությունների դեպքում։
• Բարձր ազդեցության ուժ։ Շատ ավելի լավ է, քան ֆերիտիկ համաձուլվածքները: Սա հատկապես ճիշտ է, երբ շրջակա օդի ջերմաստիճանը իջնում է մինչև -50, իսկ երբեմն մինչև -80 աստիճան Ցելսիուս:
• Բարձր դիմադրություն սթրեսային կոռոզիայից ճաքերին: Austenitic նյութերը շատ հակված են այս թերությանը: Այս պարամետրը կարևոր դեր է խաղում այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են գարեջրագործության տանկերը, կոնցենտրատորները, լողավազանների շրջանակները:
• Դուպլեքս պողպատե կաթսաները շատ ավելի հուսալի են, քան ավստենիտի կաթսաները:

ճաքում

Ներկայումս կանոնավորպողպատը ենթակա է այնպիսի թերության, ինչպիսին է կոռոզիոն ճեղքվածքը կամ SCC - Stress Corrosion Cracking: Այս տեսակի կոռոզիան սովորաբար տեղի է ունենում որոշակի պայմաններում: Հարուցիչը կարող է լինել ուժեղ առաձգական սթրեսը, բարձր ջերմաստիճանը (50 աստիճան Ցելսիուս զրոյից բարձր): Իսկ եթե խոսենք լողավազանների մասին, ապա ջրի մշտական ազդեցության պատճառով կոռոզիայի այս տեսակը կարող է առաջանալ նույնիսկ 25 աստիճանի դեպքում։

Օստենիտիկ պողպատի դասարանները բավականին տուժում են այս թերությունից: Այս առումով ավելի հուսալի է ֆերիտիկ համաձուլվածքը, ինչպես նաև չժանգոտվող պողպատը a890 3a-ն՝ ըստ ASTM-ի և այլ դասերի: Դիմադրության բարձր գործակիցը թույլ է տալիս այս նյութը օգտագործել ջրատաքացուցիչների, գարեջրման տանկերի, աղազերծման կայանների արտադրության մեջ։ Այսինքն, որտեղ կա ջերմաստիճանի բարձրացում և շփում հեղուկների հետ։

Այս թերության պատճառով ամբողջովին արգելվում է լողավազանի շրջանակներ պատրաստել սովորական ավստենիտիկ պողպատից: Նախկինում անհրաժեշտ էր օգտագործել շատ բարձր նիկելի պարունակությամբ համաձուլվածք, ինչը հանգեցրեց արտադրանքի ինքնարժեքի բարձրացման։ Այսօր կարելի է օգտագործել դուպլեքս կամ սուպեր դուպլեքս պողպատ։

«Սուպեր» և «Հիպեր» դուպլեքս նյութ

Հարկ է ասել, որ եթե նիկել ավելացնեք ֆերիտիկ քրոմ պողպատին, կարող եք ստանալ խառը հիմքի կառուցվածք։ Այսինքն՝ այն կպարունակի և՛ ավստենիտ, և՛ ֆերիտ։ Ինչպես արդեն պարզ դարձավ, հենց այդպիսի խառնուրդն էր, որ սկսեց կոչվել դուպլեքս նյութ։ «Սուպեր» կամ «հիպեր» դուպլեքս պողպատի նախածանցները ցույց են տալիս, որ հումքը պարունակում է ավելացված քանակությունհամաձուլվածքային բաղադրիչների քանակը. Սա ցույց է տալիս նույնիսկ ավելի մեծ դիմադրություն կոռոզիայից, քան սովորական նյութերը:

«Սուպեր» և «հիպեր» դուպլեքս պողպատը բավականին ակտիվորեն օգտագործվում է գազի արտադրության սարքավորումներում։ Բացի այդ, հումքն օգտագործվում է սննդի, քիմիական, շինարարության և նույնիսկ բժշկական արդյունաբերության մեջ։

Եռակցման նյութ

Չնայած այս արտադրանքի լավ եռակցմանը՝ պետք է պահպանվեն որոշակի կանոններ: Եռակցումը սկսելուց առաջ ուշադրություն դարձրեք հետևյալին.

• նյութի ներթափանցման լավ որակ ապահովելու համար հոդերի արմատի բացը և ծայրերը կտրելու անկյունը պետք է մի փոքր ավելի մեծ լինեն, քան սովորական պողպատի համար;
• հոդը, ինչպես նաև այս վայրի շուրջ գտնվող մետաղը, խորհուրդ է տրվում մանրակրկիտ մաքրել ցանկացած աղտոտվածությունից;
• կարելի է օգտագործել միայն մետաղալարից պատրաստված խոզանակներ՝ կոռոզիոն դիմադրությամբ;
• եռակցման էլեկտրոդը պետք է չոր լինի։

Դուպլեքս պողպատի եռակցման ժամանակ հետևեք հետևյալ կանոններին.

• Շատ կարևոր է վերահսկել այնպիսի պարամետր, ինչպիսին է ջերմության ներածումը: Այն չպետք է լինի շատ ցածր կամ, ընդհակառակը, չափազանց բարձր: Սովորական դուպլեքս պողպատի համար եռակցման ժամանակ պետք է պահպանվի 0,5-2,5 կՋ/մմ միջակայք: Բացի այդ, միջանցումային ջերմաստիճանը պետք է լինի ոչ ավելի, քան 200 աստիճան Ցելսիուս։
• Եռակցման հետևի մասում ոչ մի կեղտ չպետք է հայտնվի: Այստեղ շատ կարևոր է ճիշտ գազ ընտրել, որը կպաշտպանի կարի արմատը։Պաշտպանական նպատակներով ամենից հաճախ օգտագործվող գազային խառնուրդը բարձր մաքրության արգոնն ու ջրածինը կամ ազոտն են։
• Եռակցումը պետք է իրականացվի միայն բարձր որակավորում ունեցող անձի կողմից: Դա պայմանավորված է նրանով, որ այրվածքների վայրերում մետաղը մեծապես կբարձրացնի կոռոզիայի հակումը, մեծ է նաև ճաքելու հավանականությունը։
• Եռակցման ժամանակ էլեկտրոդի լայն լայնակի թրթռումներ մի արեք: Սա կարող է հանգեցնել չափազանց մեծ ջերմության, որը կհակասի կանոններին:

Աշխատանք եռակցումից հետո

Կան որոշակի ուղեցույցներ, որոնք պետք է հետևել եռակցումից հետո:

• Եռակցման մետաղի կոռոզիայից բարձր պաշտպանություն ապահովելու համար այն պետք է մանրակրկիտ մաքրվի: Անհրաժեշտ է ամբողջությամբ հեռացնել օքսիդի թաղանթը և հեռացնել խարամի բոլոր մնացորդները։
• Խոզանակի աշխատանքը կատարվում է միայն ձեռքով և միայն կոռոզիոն դիմադրողականությամբ մետաղական խոզանակով։ Եթե օգտագործվում են մեխանիկական սարքեր, դա կարող է հանգեցնել կարի հատվածում միկրո պատռվածքների, ինչը կնվազեցնի դրա ամրությունը:
• Ամենից հաճախ եռակցումից հետո կարի ջերմային մշակում չի պահանջվում։

Հումքի թերություններ

Չնայած նյութի տարածվածությանը և ակնհայտ թվացող ու նշանակալի առավելություններին, այն դեռ համընդհանուր ճանաչում չի ստացել և, ամենայն հավանականությամբ, երբեք չի ստանա առաջատարի դերը շուկայում։ Սա պայմանավորված է մի շարք թերություններով.որոնք արժե իմանալ: Դրանց շնորհիվ նման համաձուլվածքը միշտ «նիշա» կմնա։

Անմիջապես արժե սկսել նյութի բարձր ամրությունից։ Թվում է, թե դա զգալի առավելություն է, բայց այն դառնում է հսկայական թերություն, երբ անհրաժեշտ է դառնում մետաղը մշակել մեխանիկական միջոցներով կամ ճնշման միջոցով: Բարձր ամրության մեկ այլ թերություն պլաստիկ դեֆորմացիայի հնարավորության ուժեղ նվազումն է: Այս պատճառով, դուպլեքս հումքը իրականում հարմար չէ որևէ ապրանքի արտադրության համար, որը պետք է ունենա բարձր ճկունություն:

Նույնիսկ երբ պլաստիկությունը, թվում է, աշխատանքի համար ընդունելի մակարդակի վրա է, այնուամենայնիվ պետք է մեծ ջանքեր գործադրել։ Այդ պատճառով նավթի և գազի կցամասերի համար նախատեսված դուպլեքս պողպատներն ու համաձուլվածքները լայնորեն չեն օգտագործվում:

Հաջորդ թերությունը դուպլեքս չժանգոտվող պողպատի ձուլման մեծ տեխնոլոգիական բարդությունն է: Austenitic և ferritic նյութը շատ ավելի հեշտ է հալվել: Եթե արտադրության տեխնոլոգիան խախտվում է, հատկապես ջերմային մշակման գործընթացում, նյութում, բացի ավստենիտից և ֆերիտից, այլ փուլեր են ձևավորվում, ինչը բացարձակապես անցանկալի է։ Ամենից հաճախ առաջանում է սիգմա փուլ կամ 475 աստիճանի փխրունություն:

Անցանկալի փուլեր հումքի մեջ

Սիգմա փուլը ձևավորվում է նման արտադրանքի մեջ 1000 աստիճան Ցելսիուս և բարձր ջերմաստիճանում: Սովորաբար, այս ջերմաստիճանները տեղի են ունենում, եթե եռակցումից հետո կամ արտադրության ընթացքում սառեցման գործընթացը բավականաչափ արագ չէ: Բացի այդ, ավելի շատ համաձուլվածքային տարրեր կպարունակվենկազմը, այնքան մեծ է նման փուլի առաջացման հավանականությունը: Այլ կերպ ասած, սուպեր դուպլեքս կամ հիպեր դուպլեքս պողպատ ստեղծելը չափազանց դժվար է:

Ինչ վերաբերում է 475 աստիճանի փխրունությանը, ապա այն հայտնվում է ալֆա-ինսուլտ կոչվող փուլի առաջացման դեպքում։ Ինչպես ենթադրում է անունից, ամենավտանգավոր ջերմաստիճանը 475 աստիճան Ցելսիուսն է, սակայն խնդիրը կարող է հայտնվել նաև շատ ավելի ցածր արժեքներով՝ մոտավորապես 300 աստիճանով: Դրա պատճառով առավելագույն ջերմաստիճանի սահմանափակում է դրվում այս տեսակի հումքի արտադրանքի օգտագործման վրա: Բնականաբար, դրա պատճառով էլ ավելի է նեղանում պողպատի շրջանակը։

Ելնելով վերը նշված բոլորից՝ կարող ենք նման եզրակացություն անել. Դուպլեքս պողպատե դասարանները լավ լուծում և փոխարինում են ստանդարտ նյութերի համար, բայց շատ նեղ շրջանակում:

Արդյունքներ

Դուպլեքս խառնուրդը շատ ավելի քիչ է օգտագործվում, քան մետաղների այլ տեսակներ: Այնուամենայնիվ, այն հայտնի է որոշակի ոլորտներում: Առավել հաճախ այն օգտագործվում է նավթաքիմիական ոլորտում, ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ և լողավազանների արտադրության մեջ։ Գերազանց եռակցումը, կոռոզիոն դիմադրությունը և մաշվածության բարձր դիմադրությունը այս նյութը դարձնում են իրական գտածո շատերի համար: