Hadfield պողպատի բնութագրերը՝ բաղադրություն, կիրառություն

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-17 18:55

Մետաղագործական արդյունաբերությունը յուրաքանչյուր երկրի ՀՆԱ-ի ամենակարևոր բաղադրիչներից է և արտադրում է եզակի և օգտակար նյութեր։ Մարդկությունը չէր կարող առանց մետալուրգիական գործարանների արտադրած արտադրանքի։ Պողպատը դրանցից մեկն է։ Կան այս նյութի տարբեր տեսակներ, որոնք օգտագործվում են բազմաթիվ ոլորտներում։ Պողպատը, որն ունի բարձր ճկունություն և մաշվածության աստիճան, այն նաև Հադֆիլդի պողպատ է, յուրահատուկ համաձուլվածք է։ Դրան ներկայացվող պահանջները կարգավորվում են ԳՕՍՏ 977-88-ով և օտարերկրյա անալոգներով (ԱՄՆ, Անգլիա, Գերմանիա, Չինաստան, Ճապոնիա, Ֆինլանդիա, Իսպանիա, Կորեա):

Հադֆիլդի պողպատի պատմությունը

Ելնելով անվանումից՝ կարելի է պնդել, որ հենց Ռոբերտ Հադֆիլդն է ստացել այս համաձուլվածքը։ Ո՞վ էր այս մշակողը: Ռոբերտ Հադֆիլդը անգլիացի մետալուրգ է, ով 1882 թվականին ձեռք է բերել ուժեղացված համաձուլվածք: Բավական արագ այս պողպատը լայն տարածում գտավ և պարզվեց, որ շատ յուրահատուկ նյութ է։

Հադֆիլդը յուրօրինակ պողպատ ստեղծելուց հետո, զինվորականները հետաքրքրվեցին դրա մշակմամբ: Սա զարմանալի չէ, քանի որ նման համաձուլվածքը էական բաղադրիչ է զինվորականների համար պաշտպանիչ սարքավորումներ ստեղծելու համար։

Ամրապնդված հետևակային սաղավարտները առաջին պաշտպանիչ հանդերձանքն են, որը հիմնված է Հեդֆիլդի պողպատի վրա: Նմանատիպ սաղավարտներ օգտագործել են բրիտանական բանակի զինվորները, այնուհետև ԱՄՆ զինվորականները հետաքրքրվել են մշակմամբ և սկսել դրանց արտադրությունը։ Մինչեւ 80-ականները Hadfield պողպատի տեխնոլոգիան չի փոխվել։ Բայց 80-ականներից ի վեր մշակվել է օրգանոպլաստիկ, որը նույնքան ամուր է, որքան բրիտանացի մետալուրգի մշակած նյութը, բայց շատ ավելի թեթև է։

Հեդֆիլդի պողպատի միակ օգտագործումը հետևակային սաղավարտները չեն: Բրիտանական Vickers ընկերությունն առաջինն է օգտագործել այս բարձրորակ պողպատը այլ նպատակների համար։ Թրթուր տանկի ուղին սկսեց արտադրվել Հադֆիլդի համաձուլվածքից 20-ականներին։ Պողպատը տանկային ուղիների վազքը 500-ից հասցրեց 4800 կիլոմետրի: Առաջին համաշխարհային պատերազմի ժամանակ վազքի նման աճը համարվում էր գրեթե հրաշք։ Hadfield պողպատը դարձել է անփոխարինելի տանկերի կառուցման համար: Շուտով այս համաձուլվածքը կիրառվեց ոչ միայն տանկերի շինարարության մեջ, այլև այլ ոլորտներում։ ԽՍՀՄ-ում Հադֆիլդի պողպատը սկսեց ձուլվել 1936 թվականին։

Hadfield Steel: Կոմպոզիցիա

Քիմիական բաղադրություն
տարր (պարբերական աղյուսակ)	Fe	C	Mn	Si	Այլ կեղտեր
Բովանդակություն, %	82	1	12	1	4

Վերլուծելով քիմիական բաղադրությունը, հատկապես ածխածնի և մանգանի տոկոսը, կարելի է տեսնել, որ սա ավստենիտիկ պողպատ է։ Այս կառուցվածքը մեծացնում է մաշվածության դիմադրությունը և ամրացնում խառնուրդը: Այսպիսով, պողպատը դիմացկուն է դեֆորմացիոն գործընթացներին՝ ունենալով ճկունության բարձր աստիճան և հարվածային ուժ։ Մետաղագործները պնդում են, որ այս համաձուլվածքը զանգվածային արտադրության առաջին լեգիրված պողպատն էր։

Hadfield պողպատի հատկություններ

Աուստենիտիկ պողպատն իր հատկությունների շնորհիվ չի կարող մշակվել կտրող գործիքներով, քանի որ այն ունի բարձր ամրություն։ Այս նյութից արտադրանքի արտադրության համար կարող է հարմար լինել միայն ձուլումը:

Hadfield համաձուլվածքն ունի բարձր աշխատանքային կարծրացման հնարավորություն, որը շատ ավելի բարձր է, քան պողպատի համանման համաձուլվածքները: Austenitic պողպատն ունի ցածր կարծրություն, բայց նաև բարձր մաշվածության դիմադրություն հարվածների, բարձր ճնշման և ջերմաստիճանի ծայրահեղությունների: Ելնելով այս բնութագրերից՝ կարելի է ասել, որ բրիտանացի մետալուրգի պողպատը հարմար է ագրեսիվ միջավայրում աշխատելու համար։

Hadfield պողպատի եռակցման տեխնոլոգիայի առանձնահատկությունները

Օստենիտի ջերմային հաղորդունակությունը շատ ավելի ցածր է, քան մյուս պողպատներինը՝ 4-6 անգամ: Ջերմային ընդարձակման գործակիցը շատ անգամ ավելի մեծ է, քան ցածր ածխածնային պողպատներինը՝ 1,9 անգամ։ Սրանք մետաղի շատ կարևոր բնութագրիչներ են, քանի որ դա ազդում է հնարավորության վրացուրտ ճաքեր ջերմաստիճանի ազդեցության գոտում։

Կա տաք ճեղքման հավանականություն, որը պայմանավորված է համաձուլվածքի ձուլման նեղացմամբ, որը 1,6 անգամ գերազանցում է մեղմ մետաղին։ Բարձր ջերմաստիճանը վերափոխում է ավստենիտիկ կառուցվածքը մարտենզիտային կառուցվածքի, ինչը մեծացնում է բարձր ջերմաստիճանի տարածքում ճաքերի վտանգը։

Hadfield պողպատե կիրառություններ

Քիմիական բաղադրության, բնութագրերի և բնութագրերի շնորհիվ ավստենիտն օգտագործվում է բազմաթիվ ոլորտներում: Օգտագործելով պողպատե արտադրանք, դուք կարող եք վստահ լինել դրանց հուսալիության և ամենաբարձր ամրության վրա:

Մաշվածության դիմացկուն պողպատը բավականին տարածված նյութ է: Հսկայական թվով արդյունաբերական ձեռնարկություններ, որոնք արտադրում են բարձր ամրության արտադրանք, օգտագործում են Hadfield պողպատը: Այս համաձուլվածքից պատրաստվում են հետևյալ ապրանքները՝

• Ինժեներական արտադրանք.
• Բեռնատարներ տանկային գծերի համար։
• Տրակտորներ.
• Երկաթուղային խաչեր.
• Անջատիչներ, որոնք կարող են աշխատել ծանր հարվածի և քայքայման պայմաններում:
• Բանտային ճաղավանդակներ պատուհանների վրա.
• Ջարդիչի բաղադրիչներ.

Հետաքրքիր է ավստենիտից բանտային ճաղավանդակներ պատրաստելը. Շատերը կարծում են, որ սա ֆորմալ ծաղր է բանտարկյալների նկատմամբ, ովքեր փորձում են փախչել: Ըստ ժանրի դասականների՝ շատ հարազատներ սղոցներ են բերում բանտարկյալների համար, ովքեր ազատության ակնկալիքով սկսում են կտրել պատուհանների ճաղերը։

Այն դեպքումօգտագործելով սովորական մետաղ կա փախուստի հնարավորություն։ Բայց Hadfield համաձուլվածքը մաշվածության դիմացկուն պողպատ է, որը հնարավոր չէ սղոցել սովորական սղոցով: Եթե դուք սկսում եք սղոցներ սղոցել Հադֆիլդի համաձուլվածքից, ապա սկսվում է մակերեսի կարծրացումը, ինչը ենթադրում է ավստենիտի կարծրացում: Սղոցը մեծացնում է ցանցի կարծրությունը մինչև սղոցի կարծրությունը և ավելի բարձր: Հետևաբար, կարելի է խոսել փախուստի անիրականության մասին։

Պողպատ 110G13L

Քիմիական բաղադրություն
տարր (պարբերական աղյուսակ)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Բովանդակություն, %	առավելագույնը 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	առավելագույնը 0.05	առավելագույնը 0, 12	առավելագույնը 1

պողպատե դասարան 110G13L - լեգիրված, որն օգտագործվում է ձուլման համար և ունի հատուկ հատկություններ: Այս պողպատն ունի բարձր մաշվածության դիմադրություն հարվածների կամ ճնշման անկման դեպքում:

Պողպատի 110G13L դասի օգտագործում

Այս պողպատի դասը օգտագործվում է հետևյալ նյութերի արտադրության մեջ.

• Ծանր բեռնված մասեր, որոնք պետք է մաշվածության դիմացկուն լինեն:
• Կոն ջարդիչ.
• Ատամներ, էքսկավատորների պատեր.
• Գնդիկի պատյան, պտտվող ջրաղացներ։

Պողպատե կարգի անալոգներ

Շատ երկրներ արտադրում են նմանատիպ պողպատ:

Անգլիա	Ֆրանսիա	Ավստրիա	Չեխիա	Չինաստան	Իտալիա	Իսպանիա	ԱՄՆ	Գերմանիա
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

110G13L դասի պողպատի հատկություններ

Նյութի տեխնոլոգիական և մեխանիկական հատկությունները տրված են աղյուսակներում։

Ձուլման հատկություններ
Ձուլման նեղացում, %	2, 6-2, 7
Տեխնոլոգիական հատկություններ
Եռակցում	Չի օգտագործվում եռակցված կառույցների համար
Բարձրության փխրունություն	Առանց հակում
Ֆլոկենզգայունություն	Զգայունություն չկա

Մեխանիկական հատկություններ T=20oC պողպատի դասի 110G13L

Տեսականին	Չափ	Նախ.	s	sT	դ5	y	KCU	Ջերմային բուժում
-	մմ	-	ՄՊա	ՄՊա	%	%	կՋ / մ2	-
Քասթինգ, ԳՕՍՏ 21357-87			800	400	25	35		Կարծրացում 1050 - 1100 ° C, սառեցում ջրի մեջ
ԳՕՍՏ 977-88	Մորթի. հատկությունները սահմանվում են ըստ հաճախորդի պահանջների

Ջերմային բուժում

Հադֆիլդ պողպատի ջերմային մշակումն ուղղակիորեն կախված է համաձուլվածքում ածխածնի պարունակության մակարդակից: Որքան բարձր է ածխածնի մակարդակը, այնքան բարձր պետք է լինի ջերմաստիճանը: Օրինակ, եթե համաձուլվածքում այն 1% մակարդակի վրա է, ապա ջերմաստիճանը չպետք է ցածր լինի 900 աստիճանից։ Եթե ածխածինը 1,5% է, ապա մշակումը հնարավոր է 1000 աստիճանով։ Եթե համաձուլվածքում ածխածինը գտնվում է 1,6% մակարդակի վրա, ապա ջերմաստիճանը պետք է լինի 1050 աստիճանից բարձր։ Դրան հաջորդում է ջրով սառեցումը։

Բարձր ջերմաստիճանն անհրաժեշտ է կարբիդների ամբողջական տարրալուծման համար, որոնք վատթարացնում են ձուլման որակը, և ավստենիտի հատիկների աճի համար: Ձուլման պահելու ժամանակը կախված է դրա հաստությունից։ Այսպիսով, հաստությունը 30 էմիլիմետրը պահանջում է լուսարձակում 4 ժամ, իսկ 125 միլիմետրը՝ 24 ժամում։

Հադֆիլդ պողպատի մաշվածության դիմադրությունը ձուլված վիճակում նույնն է, ինչ կարծրացումից հետո: Օստենիտի կառուցվածքը շրջապատված է կարբիդային ցանցով և մաշվածության պայմաններում վարվում է այնպես, ինչպես համասեռ կարծրացած համաձուլվածքը: Այդ իսկ պատճառով կարելի է պնդել, որ ձուլված ավստենիտը որոշ միկրոծավալներում ունի նույն ամրությունը և մաշվածության դիմադրությունը, ինչ կարծրացած պողպատը: Դրա աճող փխրունությունը պայմանավորված է կարբիդային ցանցի ազդեցությամբ, որն առաջացնում է ներքին սթրեսների ուժեղ կենտրոնացում:

Hadfield պողպատը մշակվել է տասնամյակներ առաջ: Այսօր լեգիրված պողպատը տարբեր ոլորտներում բազմաթիվ ապրանքների արտադրության անբաժանելի մասն է: Առանց դրա, այնպիսի արդյունաբերություններ, ինչպիսիք են մեքենաշինությունը, նավթագազային, քիմիական, սննդի և էներգետիկ արդյունաբերությունը, չէին կարողանա նորմալ աշխատել: Մի մոռացեք շինարարության, տանկերի կառուցման և նոր տեսակի զենքերի մշակման մասին, որոնք օգտագործում են նոր ձեռքբերումներ մետալուրգիական արդյունաբերության մեջ: Այնուամենայնիվ, ինժեներները և մետալուրգները լիովին չեն հասկանում լեգիրված պողպատների բոլոր հատկությունները, առանձնահատկությունները և բնութագրերը: