Համաձուլված մետաղներ. նկարագրություն, ցանկ և կիրառման առանձնահատկություններ

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

Զարգացումը նույնացվում է բարելավման հետ: Արդյունաբերական և կենցաղային կարողությունների բարելավումն իրականացվում է պրոգրեսիվ բնութագրերով նյութերի օգտագործմամբ: Դրանք, մասնավորապես, համաձուլված մետաղներ են։ Դրանց բազմազանությունը որոշվում է լեգիրման տարրերի քանակական և որակական բաղադրության շտկման հնարավորությամբ։

Բնական լեգիրված պողպատ

Առաջին ձուլած երկաթը, որն իր հատկություններով տարբերվում էր իր հարազատներից, բնականորեն համաձուլված էր։ Հալած նախապատմական երկնաքարի երկաթը պարունակում էր նիկելի ավելացված քանակություն: Այն հայտնաբերվել է մ.թ.ա 4-5 հազարամյակների հին եգիպտական թաղումներում։ ե., նույնից է կառուցվել Դելիի Քութաբ Մինարի ճարտարապետական հուշարձանը (5-րդ դար)։ Ճապոնական դամասկոսի թրերը պատրաստված էին մոլիբդենով հագեցած երկաթից, իսկ Դամասկոսի պողպատը պարունակում էր վոլֆրամ, որը բնորոշ է ժամանակակից արագագործ կտրմանը։ Սրանք մետաղներ էին, որոնց հանքաքարը արդյունահանվում էր որոշ վայրերից։

Ժամանակակից արտադրության համաձուլվածքները կարող են պարունակել բնական մետաղներ ևոչ մետաղական ծագում, որոնք արտացոլվում են դրանց բնութագրերով և հատկություններով։

Պատմական ուղի

Լեգիրման զարգացման հիմքը դրվել է 18-րդ դարում Եվրոպայում պողպատի հալման կարասային մեթոդի հիմնավորմամբ։ Ավելի պարզունակ տարբերակում կարասները օգտագործվել են հին ժամանակներում, այդ թվում՝ դամասկի և Դամասկոսի պողպատի հալման համար։ 18-րդ դարի սկզբին այս տեխնոլոգիան կատարելագործվեց արդյունաբերական մասշտաբով և հնարավորություն տվեց կարգավորել սկզբնական նյութի կազմն ու որակը։

• Քիմիական ավելի ու ավելի շատ նոր տարրերի միաժամանակյա հայտնաբերումը հետազոտողներին մղեց փորձարարական հալեցման փորձերի:
• Հաստատվել է պղնձի բացասական ազդեցությունը պողպատի որակի վրա։
• Հայտնաբերվել է 6% երկաթ պարունակող արույր։

Փորձեր են իրականացվել վոլֆրամի, մանգանի, տիտանի, մոլիբդենի, կոբալտի, քրոմի, պլատինի, նիկելի, ալյումինի և այլ պողպատի համաձուլվածքի վրա որակական և քանակական ազդեցության առումով։

Մանգանով համաձուլված պողպատի առաջին արդյունաբերական արտադրությունը ստեղծվել է 19-րդ դարի սկզբին։ Այն մշակվել է 1856 թվականից՝ որպես Բեսեմերի հալման գործընթացի մաս։

Դոպինգի առանձնահատկությունները

Ժամանակակից հնարավորությունները հնարավորություն են տալիս հալեցնել ցանկացած կազմի համաձուլված մետաղներ։ Քննարկվող տեխնոլոգիայի հիմնական սկզբունքները՝

1. Բաղադրիչները համարվում են լեգիրող միայն այն դեպքում, եթե դրանք ներդրված են նպատակային, և յուրաքանչյուրի պարունակությունը գերազանցում է 1%-ը։
2. Ծծումբը, ջրածինը, ֆոսֆորը համարվում են կեղտեր։ որպես ոչ մետաղականօգտագործվում են ներդիրներ, բոր, ազոտ, սիլիցիում, հազվադեպ՝ ֆոսֆոր։
3. Զանգվածային համաձուլվածքը մետալուրգիական արտադրության շրջանակներում բաղադրիչների ներմուծումն է հալած նյութի մեջ: Մակերեւույթը բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ մակերեսային շերտի դիֆուզիոն հագեցման մեթոդ է անհրաժեշտ քիմիական տարրերով։
4. Ընթացքում հավելումները փոխում են «դուստր» նյութի բյուրեղային կառուցվածքը։ Նրանք կարող են ստեղծել ներթափանցման կամ բացառման լուծումներ, ինչպես նաև տեղադրվել մետաղական և ոչ մետաղական կառույցների սահմաններում՝ ստեղծելով հատիկների մեխանիկական խառնուրդ։ Այստեղ մեծ դեր է խաղում տարրերի միմյանց մեջ լուծելիության աստիճանը։

Լեգիրող բաղադրիչներ

Ըստ ընդհանուր դասակարգման՝ բոլոր մետաղները բաժանվում են գունավոր և գունավոր։ Սևերը ներառում են երկաթ, քրոմ և մանգան: Գունավորները բաժանվում են թեթև (ալյումին, մագնեզիում, կալիում), ծանր (նիկել, ցինկ, պղինձ), ազնիվ (պլատին, արծաթ, ոսկի), հրակայուն (վոլֆրամ, մոլիբդեն, վանադիում, տիտան), թեթև, հազվագյուտ հող և ռադիոակտիվ:. Լեգիրված մետաղները ներառում են թեթև, ծանր, ազնիվ և հրակայուն գունավոր մետաղների լայն տեսականի, ինչպես նաև բոլոր գունավոր մետաղները:

Կախված այս տարրերի և համաձուլվածքի հիմնական զանգվածի հարաբերակցությունից՝ վերջիններս բաժանվում են ցածր լեգիրվածի (3%), միջին համաձուլվածքի (3-10%) և բարձր լեգիրվածի (ավելի քան 10%)։ %)։

Լեգիրված պողպատներ

Տեխնոլոգիապես գործընթացը դժվարություններ չի առաջացնում. Տեսականին շատ լայն է։ Հիմնական նպատակներըպողպատները հետևյալն են՝

• Բարձրացնել ուժը.
• Բարելավել ջերմային բուժման արդյունքները։
• Կոռոզիոն դիմադրության բարձրացում, ջերմակայունություն, ջերմակայունություն, ջերմակայունություն, ագրեսիվ աշխատանքային պայմանների դիմադրություն, ծառայության ժամկետ:

Հիմնական բաղադրիչներն են սեւ համաձուլվածքը և հրակայուն մետաղները, որոնք ներառում են Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, ինչպես նաև գունավոր Al, Ni, Cu:

Քրոմը և նիկելը հիմնական բաղադրիչներն են, որոնք սահմանում են չժանգոտվող պողպատը (X18H9T), ինչպես նաև ջերմակայուն պողպատը, որի շահագործման պայմանները բնութագրվում են բարձր ջերմաստիճաններով և հարվածային բեռներով (15X5): Մինչև 1,5% օգտագործվում է առանցքակալների և շփման մասերի համար (15HF, SHKH15SG)

Մանգանը մաշվածության դիմացկուն պողպատների հիմնարար բաղադրիչն է (110G13L): Փոքր քանակությամբ այն նպաստում է դօքսիդացմանը՝ նվազեցնելով ֆոսֆորի և ծծմբի կոնցենտրացիան։

Սիլիցիումը և վանադիումը որոշ չափով բարձրացնում են առաձգականությունը և օգտագործվում են զսպանակներ և զսպանակներ պատրաստելու համար (55C2, 50HFA):

Ալյումինը կիրառելի է բարձր էլեկտրական դիմադրությամբ երկաթի համար (X13Y4):

Վոլֆրամի զգալի պարունակությունը բնորոշ է գերարագ դիմացկուն գործիքների պողպատներին (R9, R18K5F2): Այս նյութից պատրաստված լեգիրված մետաղական գայլիկոնը շատ ավելի արդյունավետ և դիմացկուն է գործարկմանը, քան ածխածնային պողպատից պատրաստված նույն գործիքը:

Լեգիրված պողպատները մտել են ամենօրյա օգտագործման մեջ: Միաժամանակ հայտնի են, այսպես կոչված, զարմանալի հատկություններով համաձուլվածքներ, որոնք ստացվում են նաև համաձուլման մեթոդներով։ Այսպիսով, «փայտե պողպատը» պարունակում է 1% քրոմև 35% նիկել, որը որոշում է փայտին բնորոշ նրա բարձր ջերմահաղորդականությունը։ Ադամանդը ներառում է նաև 1,5% ածխածին, 0,5% քրոմ և 5% վոլֆրամ, ինչը բնութագրում է այն որպես հատկապես կարծր՝ ադամանդի նման:

Լեգիրված չուգուն

Չուգունները տարբերվում են պողպատից զգալի ածխածնի պարունակությամբ (2,14-ից մինչև 6,67%), բարձր կարծրությամբ և կոռոզիոն դիմադրությամբ, բայց ցածր ամրությամբ: Նշանակալից հատկությունների և կիրառությունների շրջանակն ընդլայնելու համար այն համաձուլվում է քրոմի, մանգանի, ալյումինի, սիլիցիումի, նիկելի, պղնձի, վոլֆրամի, վանադիումի հետ։

Այս երկաթ-ածխածնային նյութի հատուկ բնութագրերի շնորհիվ դրա համաձուլումը ավելի բարդ գործընթաց է, քան պողպատի համար: Բաղադրիչներից յուրաքանչյուրն ազդում է դրանում ածխածնի ձևերի փոխակերպման վրա: Այսպիսով, մանգանը նպաստում է «ճիշտ» գրաֆիտի ձևավորմանը, ինչը մեծացնում է ուժը: Մյուսների ներմուծումը հանգեցնում է ածխածնի անցմանը ազատ վիճակի, չուգունի սպիտակեցմանը և նրա մեխանիկական հատկությունների նվազմանը:

Տեխնոլոգիան բարդանում է հալման ցածր ջերմաստիճանի պատճառով (միջինում մինչև 1000˚C), մինչդեռ համաձուլվածքային տարրերի մեծ մասի համար այն զգալիորեն գերազանցում է այս մակարդակը։

Բարդ համաձուլվածքը ամենաարդյունավետն է չուգունի համար: Միևնույն ժամանակ, պետք է հաշվի առնել նման ձուլվածքների տարանջատման մեծ հավանականությունը, ճաքերի վտանգը և ձուլման թերությունները: Ավելի ռացիոնալ է տեխնոլոգիական գործընթացն իրականացնել էլեկտրամագնիսական և ինդուկցիոն վառարաններում։ Պարտադիր հաջորդական քայլը բարձրորակ ջերմային բուժումն է։

Քրոմի չուգուն բնութագրվում է բարձր մաշվածության դիմադրությամբ, ամրությամբ, ջերմակայունությամբ, ծերացման և կոռոզիայի նկատմամբ դիմադրությամբ (CH3, CH16): Դրանք օգտագործվում են քիմիական ճարտարագիտության և մետալուրգիական սարքավորումների արտադրության մեջ։

Սիլիցիումով համաձուլված չուգունները առանձնանում են բարձր կոռոզիոն դիմադրությամբ և ագրեսիվ քիմիական միացությունների նկատմամբ դիմադրությամբ, թեև ունեն բավարար մեխանիկական հատկություններ (ChS13, ChS17): Դրանք կազմում են քիմիական սարքավորումների, խողովակաշարերի և պոմպերի մասեր։

Ջերմակայուն թուջերը բարձր արտադրողականությամբ բարդ համաձուլվածքների օրինակ են: Դրանք պարունակում են գունավոր և լեգիրող մետաղներ, ինչպիսիք են քրոմը, մանգանը, նիկելը: Դրանք բնութագրվում են կոռոզիայի նկատմամբ բարձր դիմադրությամբ, մաշվածության դիմադրությամբ և բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում բարձր բեռների նկատմամբ դիմադրությամբ՝ տուրբինների մասեր, պոմպեր, շարժիչներ, քիմիական արդյունաբերության սարքավորումներ (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh):

Կարևոր բաղադրիչ է պղինձը, որն օգտագործվում է այլ մետաղների հետ համատեղ՝ միաժամանակ ավելացնելով համաձուլվածքի ձուլման առանձնահատկությունները։

Լեգիրված պղինձ

Օգտագործվում է մաքուր ձևով և որպես պղնձի համաձուլվածքների մաս, որոնք ունեն լայն տեսականի՝ կախված հիմնական և համաձուլվածքային տարրերի հարաբերակցությունից՝ արույր, բրոնզ, բրոնիկել, նիկել արծաթ և այլն:

Մաքուր արույր - ցինկի հետ համաձուլվածք - համաձուլված չէ: Եթե այն պարունակում է որոշակի քանակությամբ լեգիրող գունավոր մետաղներ, ապա այն համարվում է բազմաբաղադրիչ։ Բրոնզը համաձուլվածքներ են այլ մետաղական բաղադրիչների հետ,կարող են լինել անագ և չպարունակող անագ, բոլոր դեպքերում համաձուլված են։ Դրանց որակը բարելավվում է Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si. օգնությամբ:

Սիլիցիումի պարունակությունը պղնձի միացություններում մեծացնում է դրանց կոռոզիոն դիմադրությունը, ամրությունը և առաձգականությունը; անագ և կապար - որոշել հակաշփման հատկությունները և մեքենայականության վերաբերյալ դրական բնութագրերը. նիկել և մանգան - այսպես կոչված դարբնոցային համաձուլվածքների բաղադրիչներ, որոնք նույնպես դրական ազդեցություն ունեն կոռոզիոն դիմադրության վրա. երկաթը բարելավում է մեխանիկական հատկությունները, իսկ ցինկը՝ տեխնոլոգիական հատկությունները։

Օգտագործվում է էլեկտրատեխնիկայում՝ որպես հիմնական հումք տարբեր լարերի արտադրության համար, նյութ քիմիական սարքավորումների կարևոր մասերի արտադրության համար, մեքենաշինության և գործիքավորման մեջ, խողովակաշարերում և ջերմափոխանակիչներում:

Ալյումինե համաձուլվածք

Օգտագործվում է որպես կռած կամ ձուլածո համաձուլվածքներ: Դրա հիման վրա համաձուլված մետաղները միացություններ են պղնձի, մանգանի կամ մագնեզիումի հետ (դուրալյումիններ և այլն), վերջիններս սիլիցիումի միացություններ են, այսպես կոչված, սիլյումիններ, մինչդեռ դրանց բոլոր հնարավոր տարբերակները համաձուլված են Cr, Mg, Zn, Co, Cu, Si.

Պղինձը մեծացնում է իր ճկունությունը; սիլիցիում - հեղուկություն և բարձրորակ ձուլման հատկություններ; քրոմ, մանգան, մագնեզիում - բարելավել ուժը, աշխատունակության տեխնոլոգիական հատկությունները ճնշման և կոռոզիոն դիմադրության միջոցով: Նաև B, Pb, Zr,Ti, Bi.

Երկաթը անցանկալի բաղադրիչ է, սակայն այն քիչ քանակությամբ օգտագործվում է ալյումինե փայլաթիթեղի արտադրության մեջ։ Սիլյումինները օգտագործվում են մեքենաշինության մեջ կարևոր մասերի և պատյանների ձուլման համար: Duralumins-ը և ալյումինի վրա հիմնված դրոշմիչ համաձուլվածքները կարևոր հումք են կորպուսի տարրերի, ներառյալ կրող կառույցների արտադրության համար, ինքնաթիռների արդյունաբերության, նավաշինության և մեքենաշինության մեջ:

Լեգիրված մետաղները օգտագործվում են արդյունաբերության բոլոր ոլորտներում որպես նրանք, որոնք ունեն բարելավված մեխանիկական և տեխնոլոգիական բնութագրեր՝ համեմատած սկզբնական նյութի հետ: Լեգիրման տարրերի տեսականին և ժամանակակից տեխնոլոգիաների հնարավորությունները թույլ են տալիս մի շարք փոփոխություններ, որոնք ընդլայնում են գիտության և տեխնիկայի հնարավորությունները: