Հիպոէուտեկտոիդ պողպատ. կառուցվածք, հատկություններ, արտադրություն և կիրառություն

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

Ածխածնային պողպատների օգտագործումը լայն տարածում ունի շինարարության և արդյունաբերության մեջ։ Այսպես կոչված տեխնիկական երկաթի խումբն ունի բազմաթիվ առավելություններ, որոնք հանգեցնում են վերջնական արտադրանքի և կառուցվածքների արդյունավետության բարձրացմանը: Ուժի և սթրեսի դիմադրության օպտիմալ բնութագրերի հետ մեկտեղ այս համաձուլվածքներն առանձնանում են նաև ճկուն դինամիկ հատկություններով: Մասնավորապես, հիպոէվեկտոիդ պողպատը, որը նույնպես պարունակում է ածխածնային խառնուրդների զգալի տոկոս, գնահատվում է իր բարձր ճկունությամբ։ Բայց սա բոլորը չէ բարձր ամրության երկաթի այս բազմազանության առավելությունները։

Ընդհանուր տեղեկություններ համաձուլվածքի մասին

Պողպատի տարբերակիչ առանձնահատկությունը կառուցվածքում հատուկ համաձուլված կեղտերի և ածխածնի առկայությունն է: Իրականում հիպոէուտեկտոիդ խառնուրդը որոշվում է ածխածնի պարունակությամբ: Այստեղ կարևոր է տարբերակել դասական էվեկտոիդ և լեդեբուրիտ պողպատները, որոնք շատ ընդհանրություններ ունեն տեխնիկական երկաթի նկարագրված բազմազանության հետ: Եթե հաշվի առնենք պողպատի կառուցվածքային դասը, ապա հիպոէվեկտոիդ համաձուլվածքը վերաբերելու է էուտեկտոիդներին, որոնք պարունակում են համաձուլված ֆերիտներ և մարգարիտներ։ Հիպերէուտեկտոիդներից հիմնարար տարբերությունը ածխածնի մակարդակն է 0,8%-ից ցածր: Սա գերազանցելովցուցանիշը թույլ է տալիս պողպատը դասակարգել որպես լիարժեք էուտեկտոիդներ: Ինչ-որ կերպ հիպոէուտեկտոիդին հակառակը հիպերէուտեկտոիդ պողպատն է, որը, բացի պեռլիտից, պարունակում է նաև կարբիդների երկրորդական կեղտեր։ Այսպիսով, կան երկու հիմնական գործոն, որոնք հնարավորություն են տալիս տարբերակել հիպոէտեկտոիդ համաձուլվածքները էուտեկտոիդների ընդհանուր խմբից։ Նախ, սա համեմատաբար փոքր ածխածնի պարունակություն է, և երկրորդ, սա կեղտերի հատուկ հավաքածու է, որի հիմքը ֆերիտն է։

Արտադրական տեխնոլոգիա

Հիպոէվեկտոիդ պողպատի արտադրության ընդհանուր տեխնոլոգիական գործընթացը նման է այլ համաձուլվածքների արտադրությանը: Այսինքն՝ օգտագործվում են մոտավորապես նույն տեխնիկան, բայց տարբեր կոնֆիգուրացիաներով։ Հիպոէվեկտոիդ պողպատը հատուկ ուշադրություն է պահանջում իր կոնկրետ կառուցվածքը ստանալու առումով։ Դրա համար օգտագործվում է տեխնոլոգիա, որն ապահովում է ավստենիտի քայքայումը սառեցման ֆոնի վրա։ Իր հերթին, austenite- ը համակցված խառնուրդ է, ներառյալ նույն ֆերիտը և մարգարիտը: Կարգավորելով ջեռուցման և հովացման ինտենսիվությունը՝ տեխնոլոգները կարող են վերահսկել այս հավելման ցրվածությունը, որն ի վերջո ազդում է նյութի որոշակի կատարողական որակների ձևավորման վրա։

Սակայն պեռլիտի տրամադրած ածխածինը մնում է նույնը։ Թեև հետագա կռումը կարող է շտկել միկրոկառուցվածքի ձևավորումը, ածխածնի պարունակությունը կլինի 0,8% միջակայքում: Պողպատե կառուցվածքի ձևավորման գործընթացի պարտադիր փուլը նորմալացումն է: Այս ընթացակարգը պահանջվում է հատիկների կոտորակային օպտիմալացման համարավստենիտ. Այլ կերպ ասած, ֆերիտի և պեռլիտի մասնիկները կրճատվում են օպտիմալ չափերի, ինչը ավելի է բարելավում պողպատի տեխնիկական և ֆիզիկական աշխատանքը: Սա բարդ գործընթաց է, որտեղ շատ բան կախված է ջեռուցման կարգավորման որակից: Եթե ջերմաստիճանի ռեժիմը գերազանցում է, ապա հակառակ էֆեկտը կարող է ապահովվել՝ աուստենիտի հատիկների ավելացում։

Պողպատե հյուսում

Կիրառվում է եռացման մի քանի մեթոդների կիրառում: Կա հիմնարար տարբերություն ամբողջական և մասնակի եռացման տեխնիկայի միջև: Առաջին դեպքում ավստենիտը ինտենսիվ ջեռուցվում է մինչև կրիտիկական ջերմաստիճան, որից հետո նորմալացումը կատարվում է սառեցման միջոցով։ Այստեղ տեղի է ունենում ավստենիտի քայքայումը: Որպես կանոն, պողպատների ամբողջական եռացումը կատարվում է 700-800 °C ռեժիմով։ Ջերմային բուժումը այս մակարդակում պարզապես ակտիվացնում է ֆերիտային տարրերի քայքայման գործընթացները: Սառեցման արագությունը կարող է նաև ճշգրտվել, օրինակ՝ ջեռոցի անձնակազմը կարող է աշխատեցնել խցիկի դուռը՝ փակելով կամ բացելով այն: Իզոթերմային վառարանների վերջին մոդելները ավտոմատ ռեժիմում կարող են դանդաղ սառեցում իրականացնել տվյալ ծրագրի համաձայն:

Ինչ վերաբերում է թերի եռացմանը, ապա այն ստացվում է 800 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում տաքացնելով։ Այնուամենայնիվ, կան լուրջ սահմանափակումներ կրիտիկական ջերմաստիճանի էֆեկտի պահպանման ժամանակի վերաբերյալ: Այդ իսկ պատճառով տեղի է ունենում թերի եռացում, որի արդյունքում ֆերիտը չի վերանում։ Հետեւաբար, ապագա նյութի կառուցվածքի բազմաթիվ թերություններ չեն վերացվում։ Ինչու է անհրաժեշտ պողպատների նման կռումը, եթե դա չի բարելավում ֆիզիկականըորակ? Փաստորեն, դա թերի ջերմային բուժում է, որը թույլ է տալիս պահպանել փափուկ կառուցվածքը: Վերջնական նյութը կարող է չպահանջվել ածխածնային պողպատներին հատուկ յուրաքանչյուր կիրառման մեջ, բայց թույլ կտա հեշտ մշակել: Փափուկ պրո-էվեկտոիդ համաձուլվածքը հեշտ է կտրվում և ավելի քիչ ծախսատար է արտադրվում:

Հալվածքի նորմալացում

Կրակելուց հետո հերթը հասնում է ուժեղացված ջերմային մշակման պրոցեդուրաներին։ Կան նորմալացման և ջեռուցման գործողություններ։ Երկու դեպքում էլ մենք խոսում ենք աշխատանքային մասի վրա ջերմային ազդեցության մասին, որի դեպքում ջերմաստիճանը կարող է գերազանցել 1000 °C: Բայց ինքնին հիպոէուտեկտոիդ պողպատների նորմալացումը տեղի է ունենում ջերմային բուժման ավարտից հետո: Այս փուլում սառեցումը սկսվում է անշարժ օդի պայմաններում, որի ընթացքում բացահայտումը տեղի է ունենում մինչև մանրահատիկ ավստենիտի ամբողջական ձևավորումը: Այսինքն՝ ջեռուցումը մի տեսակ նախապատրաստական գործողություն է՝ համաձուլվածքը նորմալացված վիճակի բերելուց առաջ։ Եթե խոսենք կոնկրետ կառուցվածքային փոփոխությունների մասին, ապա ամենից հաճախ դրանք արտահայտվում են ֆերիտի և պեռլիտի չափերի նվազմամբ, ինչպես նաև դրանց կարծրության բարձրացմամբ։ Մասնիկների ուժային որակներն ավելացել են՝ համեմատած եռացման պրոցեդուրաներով ձեռք բերվածների հետ:

Նորմալացումից հետո կարող է հետևել մեկ այլ երկարատև ազդեցության տաքացման ընթացակարգ: Աշխատանքային մասն այնուհետև սառչում է, և այս քայլը կարող է իրականացվել տարբեր ձևերով: Վերջնական հիպոէվեկտոիդ պողպատը ստացվում է կամ օդում կամ ներսումդանդաղ հովացման վառարաններ. Ինչպես ցույց է տալիս պրակտիկան, ամենաբարձր որակի համաձուլվածքը ձևավորվում է նորմալացման ամբողջական տեխնոլոգիայի միջոցով:

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը համաձուլվածքի կառուցվածքի վրա

Ջերմաստիճանի միջամտությունը պողպատե կառուցվածքի առաջացման գործընթացում սկսվում է ֆերիտա-ցեմենտիտային զանգվածը ավստենիտի վերածվելու պահից։ Այսինքն՝ պեռլիտն անցնում է ֆունկցիոնալ խառնուրդի վիճակի, որը մասամբ դառնում է բարձր ամրության պողպատի առաջացման հիմք։ Ջերմային մշակման հաջորդ փուլում կարծրացած պողպատն ազատվում է ավելորդ ֆերիտից։ Ինչպես արդեն նշվել է, այն միշտ չէ, որ ամբողջությամբ վերացվում է, ինչպես թերի եռացման դեպքում։ Բայց դասական հիպոէուտեկտոիդ խառնուրդը դեռ ներառում է այս ավստենիտի բաղադրիչի վերացումը: Հաջորդ փուլում առկա կազմն արդեն օպտիմիզացված է՝ օպտիմալացված կառուցվածքի ձևավորման ակնկալիքով։ Այսինքն՝ համաձուլվածքի մասնիկների նվազում է տեղի ունենում ուժեղացված ամրության հատկությունների ձեռքբերմամբ։

Աուստենիտների գերսառեցված խառնուրդով իզոթերմային փոխակերպումը կարող է իրականացվել տարբեր ռեժիմներով, և ջերմաստիճանի մակարդակը տեխնոլոգի կողմից վերահսկվող պարամետրերից մեկն է միայն: Ջերմային ազդեցության գագաթնակետային միջակայքերը, սառեցման արագությունը և այլն նույնպես տարբեր են: Կախված նորմալացման ընտրված ռեժիմից, ստացվում է կարծրացած պողպատ որոշակի տեխնիկական և ֆիզիկական բնութագրերով: Այս փուլում է, որ հնարավոր է նաև սահմանել հատուկ գործառնական հատկություններ: Վառ օրինակ է փափուկ կառուցվածքով համաձուլվածքը, որը ստացվել է արդյունավետ հետագա մշակման նպատակով։ Բայց ամենից հաճախարտադրողները շարունակում են կենտրոնանալ վերջնական սպառողի կարիքների և մետաղի հիմնական տեխնիկական և գործառնական որակների նկատմամբ նրա պահանջների վրա:

Պողպատի կառուցվածք

Նորմալացման ռեժիմը 700 °C ջերմաստիճանում առաջացնում է կառուցվածքի ձևավորում, որի հիմքում ընկած են ֆերիտների և մարգարիտների հատիկները: Ի դեպ, հիպերէուտեկտոիդ պողպատներն իրենց կառուցվածքում ֆերիտի փոխարեն ցեմենտիտ ունեն։ Սենյակային ջերմաստիճանում, նորմալ վիճակում, նշվում է նաև ֆերիտի ավելցուկի պարունակությունը, թեև այս մասը նվազագույնի է հասցվում ածխածնի ավելացման հետ: Կարևոր է ընդգծել, որ պողպատի կառուցվածքը փոքր չափով կախված է ածխածնի պարունակությունից: Այն գործնականում չի ազդում հիմնական բաղադրիչների վարքագծի վրա նույն տաքացման ժամանակ, և գրեթե ամբողջը խտացված է պեռլիտի մեջ։ Իրականում, պեռլիտը կարող է օգտագործվել ածխածնի խառնուրդի պարունակության մակարդակը որոշելու համար. որպես կանոն, դա աննշան արժեք է։

Հետաքրքիր է նաև կառուցվածքային մեկ այլ նրբություն. Փաստն այն է, որ մարգարիտի և ֆերիտի մասնիկները ունեն նույն տեսակարար կշիռը։ Սա նշանակում է, որ ընդհանուր զանգվածում այս բաղադրիչներից մեկի քանակով դուք կարող եք պարզել, թե ինչ ընդհանուր տարածք է այն զբաղեցնում: Այսպիսով, ուսումնասիրվում են միկրոհատվածային մակերեսները: Կախված նրանից, թե ինչ ռեժիմով է տաքացվել հիպոէվեկտոիդ պողպատը, ձևավորվում են նաև ավստենիտի մասնիկների կոտորակային պարամետրերը։ Բայց դա տեղի է ունենում գրեթե անհատական ձևաչափով եզակի արժեքների ձևավորմամբ. մեկ այլ բան այն է, որ տարբեր ցուցանիշների սահմանները մնում են ստանդարտ:

Հիպոէվեկտոիդ պողպատի հատկությունները

Այս մետաղը պատկանում էցածր ածխածնային պողպատներին, այնպես որ դուք չպետք է հատուկ կատարողականություն ակնկալեք դրանից: Բավական է նշել, որ ամրության բնութագրերով այս համաձուլվածքը զգալիորեն զիջում է էուտեկտոիդներին։ Դա պայմանավորված է կառուցվածքի տարբերություններով: Փաստն այն է, որ ավելցուկային ֆերիտների պարունակությամբ պողպատի հիպոէուտեկտոիդ դասը ուժով զիջում է կառուցվածքային հավաքածուում ցեմենտիտ ունեցող անալոգներին: Մասամբ այս պատճառով տեխնոլոգները խորհուրդ են տալիս օգտագործել համաձուլվածքներ շինարարության արդյունաբերության համար, որոնց արտադրության մեջ մաքսիմալ իրականացվել է ֆերիտների տեղաշարժով կրակման գործողությունը։

Եթե խոսենք այս նյութի դրական բացառիկ հատկությունների մասին, ապա դրանք են պլաստիկությունը, բնական կենսաբանական ոչնչացման գործընթացներին դիմադրությունը և այլն: Միևնույն ժամանակ, հիպոէվեկտոիդ պողպատների կարծրացումը կարող է ավելացնել մի շարք լրացուցիչ հատկություններ: մետաղական. Օրինակ, դա կարող է լինել ինչպես ջերմային դիմադրության բարձրացում, այնպես էլ կոռոզիոն պրոցեսների նկատմամբ նախատրամադրվածության բացակայությունը, ինչպես նաև պաշտպանիչ հատկությունների մի ամբողջ շարք, որոնք բնորոշ են սովորական ցածր ածխածնային համաձուլվածքներին:

Կիրառման ոլորտներ

Չնայած ամրության հատկությունների մի փոքր նվազմանը, քանի որ մետաղը պատկանում է ֆերիտային պողպատների դասին, այս նյութը տարածված է տարբեր ոլորտներում: Օրինակ, մեքենաշինության մեջ օգտագործվում են հիպոէվեկտոիդ պողպատներից պատրաստված մասեր։ Ուրիշ բան, որ օգտագործվում են բարձրորակ համաձուլվածքներ, որոնց արտադրության մեջ օգտագործվել են կրակման և նորմալացման առաջադեմ տեխնոլոգիաներ։ Նաև ֆերիտի կրճատված պարունակությամբ հիպոէուտեկտոիդ պողպատի կառուցվածքը բավականին էթույլ է տալիս մետաղի օգտագործումը շենքային կառույցների արտադրության մեջ: Ավելին, այս տեսակի պողպատի որոշ դասերի մատչելի արժեքը թույլ է տալիս հույս դնել զգալի խնայողության վրա: Երբեմն, շինանյութերի և պողպատե մոդուլների արտադրության մեջ, ընդհանրապես չի պահանջվում ամրության բարձրացում, բայց անհրաժեշտ է մաշվածության դիմադրություն և առաձգականություն: Նման դեպքերում հիպոէուտեկտոիդ համաձուլվածքների օգտագործումն արդարացված է։

Արտադրություն

Ռուսաստանում հիպոէվեկտոիդ մետաղի արտադրությամբ, պատրաստմամբ և արտադրությամբ շատ ձեռնարկություններ են զբաղվում։ Օրինակ, Ուրալի գունավոր մետաղների գործարանը (UZTSM) արտադրում է այս տեսակի պողպատի մի քանի դասարաններ՝ սպառողին առաջարկելով տարբեր տեխնիկական և ֆիզիկական հատկություններ: Ուրալի պողպատի գործարանը արտադրում է ֆերիտիկ պողպատներ, որոնք ներառում են բարձրորակ համաձուլված բաղադրիչներ: Բացի այդ, տեսականու մեջ հասանելի են համաձուլվածքների հատուկ փոփոխություններ, ներառյալ ջերմակայուն, բարձր քրոմով և չժանգոտվող մետաղներ:

Խոշոր արտադրողների թվում կարելի է առանձնացնել նաև Metalloinvest-ը։ Այս ընկերության օբյեկտներում արտադրվում են հիպոէվեկտոիդ կառուցվածքով կառուցվածքային պողպատներ, որոնք նախատեսված են շինարարության մեջ օգտագործելու համար։ Այս պահին ձեռնարկության պողպատի գործարանն աշխատում է նոր ստանդարտներով, ինչը թույլ է տալիս բարելավել ֆերիտային համաձուլվածքների թույլ կետը՝ ամրության ցուցանիշը։ Մասնավորապես, ընկերության տեխնոլոգներն աշխատում են սթրեսի ինտենսիվության գործակիցը բարձրացնելու, նյութի ազդեցության ուժն ու հոգնածության դիմադրությունը օպտիմալացնելու ուղղությամբ։ Սա մեզ թույլ է տալիս առաջարկել գրեթե ունիվերսալ համաձուլվածքներ:

Եզրակացություն

Արդյունաբերական և շինարարական մետաղների մի քանի տեխնիկական և գործառնական հատկություններ կան, որոնք համարվում են հիմնական և պարբերաբար բարելավվում են: Այնուամենայնիվ, երբ դիզայնը և տեխնոլոգիական գործընթացները դառնում են ավելի բարդ, նոր պահանջներ են առաջանում նաև տարրերի բազայի համար: Այս առումով ակնհայտորեն դրսևորվում է հիպոէվեկտոիդ պողպատը, որի մեջ կենտրոնացած են տարբեր կատարողական որակներ։ Այս մետաղի օգտագործումը արդարացված է ոչ թե այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է մի քանի գերբարձր կատարողականություն ունեցող մաս, այլ այն իրավիճակներում, երբ անհրաժեշտ են տարբեր հատկությունների հատուկ ատիպիկ հավաքածուներ: Այս դեպքում մետաղը ցույց է տալիս ճկունության և ճկունության համադրությունը հարվածի օպտիմալ դիմադրության և հիմնական պաշտպանիչ հատկությունների հետ, որոնք առկա են ածխածնի համաձուլվածքների մեծ մասում: