İstiliyədavamlı ərintilər. Xüsusi poladlar və ərintilər. İstiliyədavamlı ərintilərin istehsalı və istifadəsi

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Müasir sənayeni polad kimi materialsız təsəvvür etmək mümkün deyil. Demək olar ki, hər addımda onunla qarşılaşırıq. Onun tərkibinə müxtəlif kimyəvi elementlər daxil etməklə, mexaniki və əməliyyat xassələri əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər.

Polad nədir

Polad karbon və dəmir ehtiva edən bir ərintidir. Həmçinin, belə bir ərintidə (aşağıdakı foto) digər kimyəvi elementlərin çirkləri ola bilər.

Bir neçə struktur vəziyyəti var. Əgər karbonun miqdarı 0,025-0,8% diapazonundadırsa, o zaman bu poladlar hipoevtekoid adlanır və onların strukturunda perlit və ferrit olur. Əgər polad hiperevtekoiddirsə, onda perlit və sementit fazaları müşahidə oluna bilər. Ferrit strukturunun bir xüsusiyyəti onun yüksək plastikliyidir. Sementit də kifayət qədər sərtliyə malikdir. Perlit hər iki əvvəlki fazanı əmələ gətirir. O, dənəvər formaya (sementit daxilolmaları dəyirmi formaya malik ferrit taxılları boyunca yerləşir) və lamelli (hər iki faza plitələrə bənzəyir) ola bilər. Əgər polad hansı temperaturdan yuxarı qızdırılırsapolimorf modifikasiyalar baş verir, struktur austenitliyə dəyişir. Bu mərhələ plastikliyi artırdı. Əgər karbonun miqdarı 2,14%-dən çox olarsa, belə materiallar və ərintilər çuqun adlanır.

Polad növləri

Tərkibindən asılı olaraq polad karbon və alaşımlı ola bilər. 0,25%-dən az karbon tərkibi yumşaq poladı xarakterizə edir. Əgər onun miqdarı 0,55%-ə çatarsa, onda orta karbonlu ərintidən danışmaq olar. Tərkibində 0,6%-dən çox karbon olan polad yüksək karbonlu polad adlanır. Bir ərinti istehsal prosesində texnologiya xüsusi kimyəvi elementlərin tətbiqini nəzərdə tutursa, bu polad alaşımlı adlanır. Müxtəlif komponentlərin tətbiqi onun xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Onların sayı 4% -dən çox deyilsə, ərinti aşağı ərintilidir. Orta alaşımlı və yüksək alaşımlı polad müvafiq olaraq 11% -ə qədər və 12% -dən çox daxilolmalara malikdir. Polad ərintilərinin istifadə olunduğu sahədən asılı olaraq, onların belə növləri var: alət, konstruktiv və xüsusi poladlar və ərintilər.

İstehsal texnologiyası

Poladın əridilməsi prosesi olduqca zəhmətlidir. Bu, bir neçə mərhələni əhatə edir. İlk növbədə, xammal lazımdır - dəmir filizi. Birinci mərhələ müəyyən bir temperatura qədər istiləşməni əhatə edir. Bu zaman oksidləşdirici proseslər baş verir. İkinci mərhələdə temperatur xeyli yüksəlir. Karbon oksidləşmə prosesləri daha intensivdir. Alaşımın oksigenlə əlavə zənginləşdirilməsi mümkündür. Lazımsız çirklər içəridən çıxarılırşlak. Növbəti addım oksigeni poladdan çıxarmaqdır, çünki mexaniki xüsusiyyətləri əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Bu diffuziya və ya çökdürmə üsulu ilə həyata keçirilə bilər. Deoksidləşmə prosesi baş vermirsə, nəticədə yaranan polad qaynayan polad adlanır. Sakit ərinti qazları buraxmır, oksigen tamamilə çıxarılır. Aralıq mövqe yarı sakit çeliklər tərəfindən işğal edilir. Dəmir ərintilərinin istehsalı ocaqda, induksiya sobalarında, oksigen çeviricilərində baş verir.

Polad ərintisi

Poladın müəyyən xassələrini əldə etmək üçün onun tərkibinə xüsusi alaşımlı maddələr daxil edilir. Bu ərintinin əsas üstünlükləri müxtəlif deformasiyalara qarşı artan müqavimətdir, hissələrin və digər struktur elementlərin etibarlılığı əhəmiyyətli dərəcədə artır. Sərtləşmə çatların və digər qüsurların faizini azaldır. Çox vaxt müxtəlif elementlərlə doyma üsulu kimyəvi korroziyaya qarşı müqavimət göstərmək üçün istifadə olunur. Ancaq bir sıra çatışmazlıqlar da var. Onlar əlavə emal tələb edir, lopaların görünmə ehtimalı yüksəkdir. Bundan əlavə, materialın qiyməti də artır. Ən çox yayılmış ərinti elementləri xrom, nikel, volfram, molibden, kob altdır. Onların tətbiq dairəsi olduqca genişdir. Buraya maşınqayırma, boru kəmərləri, elektrik stansiyaları, aviasiya və sair üçün hissələrin istehsalı daxildir.

İstilik müqaviməti və istiliyə davamlılıq anlayışı

İstilik müqaviməti anlayışı metalın və ya ərintinin yüksək temperaturda işləyərkən bütün xüsusiyyətlərini saxlamaq qabiliyyətinə aiddir. Belə bir mühitdə tez-tezqaz korroziyası müşahidə olunur. Buna görə də, material da öz hərəkətinə davamlı olmalıdır, yəni istiliyə davamlı olmalıdır. Beləliklə, əhəmiyyətli temperaturlarda istifadə olunan ərintilərin xarakteristikası bu anlayışların hər ikisini əhatə etməlidir. Yalnız bundan sonra belə poladlar hissələr, alətlər və digər konstruktiv elementlər üçün lazımi xidmət müddətini təmin edəcək.

İstiliyədavamlı Poladın Xüsusiyyətləri

Temperaturun yüksək dəyərlərə çatdığı hallarda, çökməyən və deformasiyaya tab gətirməyən ərintilərin istifadəsi tələb olunur. Bu vəziyyətdə istiliyədavamlı ərintilər istifadə olunur. Belə materiallar üçün işləmə temperaturu 500ºС-dən yuxarıdır. Bu cür poladları xarakterizə edən vacib məqamlar yüksək dözümlülük həddi, uzun müddət davam edən plastiklik, həmçinin istirahət sabitliyidir. Yüksək temperaturlara qarşı müqaviməti əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilən bir sıra elementlər var: kob alt, volfram, molibden. Xrom da tələb olunan komponentdir. Bu, miqyaslı müqaviməti artırdığı üçün gücə çox təsir etmir. Xrom həmçinin korroziya proseslərinin qarşısını alır. Bu tip ərintilərin digər mühüm xüsusiyyəti yavaş sürünmədir.

İstiliyədavamlı poladların strukturuna görə təsnifatı

İstiliyədavamlı və istiliyədavamlı ərintilər ferrit sinfinə aiddir, martenzitik, austenitik və ferrit-martenzitik quruluşa malikdir. Birincisi təxminən 30% xrom ehtiva edir. Xüsusi emaldan sonra struktur incə dənəli olur. İstilik temperaturu 850ºС-dən çox olarsa, taxıllarartır və belə istiliyədavamlı materiallar kövrək olur. Martensitik sinif aşağıdakı xrom tərkibi ilə xarakterizə olunur: 4% -dən 12% -ə qədər. Nikel, volfram və digər elementlər də az miqdarda ola bilər. Avtomobillərdə turbinlərin və klapanların hissələri onlardan hazırlanır. Quruluşunda martenzit və ferrit olan poladlar daimi yüksək temperaturda və uzunmüddətli istismar üçün əlverişlidir. Xromun miqdarı 14%-ə çatır. Ostenit nikelin istiliyədavamlı ərintilərə daxil edilməsi ilə əldə edilir. Oxşar quruluşa malik poladların bir çox çeşidi var.

Nikel əsaslı ərintilər

Nikel bir sıra faydalı xüsusiyyətlərə malikdir. Poladın iş qabiliyyətinə (həm isti, həm də soyuq) müsbət təsir göstərir. Bir hissə və ya alət aqressiv mühitdə işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdursa, bu elementlə ərinti korroziyaya davamlılığı əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Nikel əsaslı istiliyədavamlı materiallar aşağıdakı qruplara bölünür: istiliyədavamlı və əslində istiliyədavamlıdır. Sonuncu da minimum istiliyədavamlı xüsusiyyətlərə malik olmalıdır. İş temperaturu 1200ºС-ə çatır. Bundan əlavə, xrom və ya titan əlavə edilir. Xarakterik olaraq, nikel ilə ərinmiş çeliklər barium, maqnezium, bor kimi az miqdarda çirklərə malikdir, buna görə də taxıl sərhədləri daha möhkəmlənir. Bu tip istiliyədavamlı ərintilər döymə və haddelenmiş məhsullar şəklində istehsal olunur. Parçaları tökmək də mümkündür. Onların əsas tətbiq sahəsi qaz turbin elementlərinin istehsalıdır. Nikel əsaslı istiliyədavamlı ərintilər 30%-ə qədər xrom ehtiva edir. Onlar ştamplama, qaynaq üçün kifayət qədər yaxşı borc verirlər. Bundan əlavə, miqyaslı müqavimət yüksək səviyyədədir. Bu, onlardan qaz kəməri sistemlərində istifadə etməyə imkan verir.

İstiliyədavamlı titan lehimli polad

Titan az miqdarda (0,3%-ə qədər) təqdim edilir. Bu vəziyyətdə, ərintinin gücünü artırır. Tərkibindən daha yüksək olarsa, bəzi mexaniki xüsusiyyətlər pisləşir (sərtlik, güc). Amma plastiklik artır. Bu, poladın emalını asanlaşdırır. Titanın digər komponentlərlə birlikdə tətbiqi ilə istiliyədavamlı xüsusiyyətləri əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaq mümkündür. Əgər aqressiv mühitdə işləmək zərurəti yaranarsa (xüsusilə dizayn qaynaqla əlaqəli olduqda), o zaman bu kimyəvi elementlə ərintilər əsaslandırılır.

Kob alt ərintiləri

Böyük miqdarda kob alt (80%-ə qədər) istiliyədavamlı və istiliyədavamlı ərintilər kimi materialların istehsalına gedir, çünki təmiz formada nadir hallarda istifadə olunur. Onun tətbiqi yüksək temperaturda işləyərkən plastikliyi, həmçinin müqaviməti artırır. Və nə qədər yüksəkdirsə, ərintiyə daxil edilən kob altın miqdarı bir o qədər yüksəkdir. Bəzi markalarda onun tərkibi 30%-ə çatır. Belə poladların başqa bir xarakterik xüsusiyyəti maqnit xüsusiyyətlərinin yaxşılaşmasıdır. Bununla belə, kob altın yüksək qiyməti səbəbindən onun istifadəsi kifayət qədər məhduddur.

Molibdenin istiliyədavamlı ərintilərə təsiri

Bu kimyəvi element yüksək temperaturda materialın möhkəmliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir edir.

Digər elementlərlə birlikdə istifadə edildikdə xüsusilə təsirlidir. Poladın sərtliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır (artıq 0,3% tərkibində). Dartma gücü də artır. Molibdenlə əridilmiş istiliyədavamlı ərintilərin digər müsbət xüsusiyyəti oksidləşdirici proseslərə yüksək dərəcədə müqavimətdir. Molibden taxılın üyüdülməsinə kömək edir. Dezavantaj qaynağın çətinliyidir.

Digər xüsusi poladlar və ərintilər

Müəyyən vəzifələri yerinə yetirmək üçün müəyyən xüsusiyyətlərə malik materiallar tələb olunur. Beləliklə, həm alaşımlı, həm də karbon ola bilən xüsusi ərintilərin istifadəsi haqqında danışmaq olar. Sonuncuda, ərintilərin istehsalının və onların emalının xüsusi bir texnologiyadan istifadə edərək baş verməsi səbəbindən tələb olunan xüsusiyyətlər dəsti əldə edilir. Hətta xüsusi ərintilər və çeliklər struktur və alətə bölünür. Bu tip materiallar üçün əsas vəzifələr arasında aşağıdakıları ayırd etmək olar: korroziyaya və aşınma proseslərinə qarşı müqavimət, aqressiv mühitdə işləmək bacarığı və təkmilləşdirilmiş mexaniki xüsusiyyətlər. Bu kateqoriyaya həm istiliyədavamlı poladlar, həm yüksək işləmə temperaturlu ərintilər, həm də -296ºС-ə qədər davam edə bilən kriogen poladlar daxildir.

Alət poladı

Alətlərin istehsalında xüsusi alət poladdan istifadə olunur. Onların iş şəraiti fərqli olduğuna görə materiallar da fərdi şəkildə seçilir. Alətlərə olan tələblər olduqca yüksək olduğundan, ərintilərin xüsusiyyətləri onlarınistehsal məqsədəuyğundur: onlar üçüncü tərəfin çirklərindən, daxilolmalarından təmizlənməlidir, deoksidləşmə prosesi yaxşı həyata keçirilir və struktur homojendir. Ölçmə vasitələrinin sabit parametrlərə malik olması və aşınmaya davamlı olması çox vacibdir. Kəsmə alətləri haqqında danışırıqsa, onlar yüksək temperaturda (kənarın istiləşməsi var), daimi sürtünmə və deformasiyada işləyirlər. Buna görə də, qızdırıldıqda onların ilkin sərtliyini qorumaq çox vacibdir. Alət poladının başqa bir növü yüksək sürətli poladdır. Əsasən, volfram ilə qatqılaşdırılmışdır. Sərtlik təxminən 600ºС temperaturda saxlanılır. Divar poladları da var. Onlar həm isti, həm də soyuq formalaşdırma üçün nəzərdə tutulub.

Xüsusi ərinti tətbiqləri

Xüsusi xüsusiyyətlərə malik ərintilərdən istifadə edən sənayelər çoxdur. Təkmilləşdirilmiş keyfiyyətlərinə görə onlar maşınqayırmada, tikintidə, neft sənayesində əvəzolunmazdırlar. İstiliyədavamlı və istiliyədavamlı ərintilər turbin hissələrinin, avtomobillər üçün ehtiyat hissələrinin istehsalında istifadə olunur. Yüksək korroziyaya qarşı xüsusiyyətlərə malik olan poladlar boruların, karbüratör iynələrinin, disklərin və kimya sənayesinin müxtəlif elementlərinin istehsalı üçün əvəzolunmazdır. Dəmir yolu relsləri, vedrələr, nəqliyyat vasitələri üçün yollar - aşınmaya davamlı çeliklər bütün bunların əsasını təşkil edir. Boltların, qoz-fındıqların və digər oxşar hissələrin kütləvi istehsalında avtomatik ərintilərdən istifadə olunur. Yaylar kifayət qədər elastik və aşınmaya davamlı olmalıdır. Buna görə dəonlar üçün material yay poladdır. Bu keyfiyyəti yaxşılaşdırmaq üçün onlar əlavə olaraq xrom, molibden ilə ərintilənirlər. Xüsusi xüsusiyyətlərə malik bütün xüsusi ərintilər və poladlar əvvəllər əlvan metalların istifadə edildiyi hissələrin qiymətini azalda bilər.