Çuqun növləri, təsnifatı, tərkibi, xassələri, markalanması və tətbiqi

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

Bu gün insan həyatında çuqundan istifadə olunmayan demək olar ki, heç bir sahə yoxdur. Bu material bəşəriyyətə kifayət qədər uzun müddətdir məlumdur və praktiki baxımdan özünü mükəmməl şəkildə sübut etmişdir. Çuqun çoxlu sayda hissələrin, birləşmələrin və mexanizmlərin əsasını təşkil edir və bəzi hallarda hətta ona həvalə edilmiş funksiyaları yerinə yetirməyə qadir olan özünü təmin edən məhsuldur. Buna görə də, bu yazıda bu dəmir tərkibli birləşməyə çox diqqət yetirəcəyik. Çuqunların hansı növləri olduğunu, onların fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərini də öyrənəcəyik.

Tərif

Çuqun həqiqətən unikal dəmir və karbon ərintisi olub, tərkibində Fe 90%-dən çox, C isə 6,67%-dən çox deyil, lakin 2,14%-dən az deyil. Həmçinin, karbon sementit və ya qrafit şəklində çuqunda tapıla bilər.

Karbon ərintiyə kifayət qədər yüksək sərtlik verir, lakin eyni zamanda elastikliyi və çevikliyi azaldır. Nəticədə çuqun kövrək bir materialdır. Həmçinin, müəyyən çuqun növlərinə xüsusi əlavələr əlavə olunur ki, bu da birləşməyə müəyyən xüsusiyyətlər verə bilər. Alaşımlı elementlərin rolu ola bilər: nikel, xrom, vanadium, alüminium. Çuqun sıxlıq indeksi kubmetr üçün 7200 kiloqramdır. Buradan belə nəticəyə gəlmək olarçuqunun çəkisi kiçik adlandırıla bilməyən bir göstəricidir.

Tarixi məlumat

Əritmə dəmiri insana çoxdan məlumdur. Bu ərinti haqqında ilk qeyd eramızdan əvvəl VI əsrə aiddir.

Qədim dövrlərdə Çin kifayət qədər aşağı ərimə nöqtəsi olan çuqun istehsal edirdi. Avropada çuqun 14-cü əsrdə, domna sobalarının ilk istifadə edildiyi vaxtlarda istehsal olunmağa başladı. O dövrdə belə dəmir tökmə silahların, mərmilərin, tikinti hissələrinin istehsalı üçün istifadə olunurdu.

Rusiyada çuqun istehsalı aktiv şəkildə 16-cı əsrdə başladı və sonra sürətlə genişləndi. I Pyotrun dövründə Rusiya İmperiyası dəmir istehsalına görə bütün dünya ölkələrindən yan keçə bilsə də, yüz ildən sonra yenidən qara metallurgiya bazarında öz yerini itirməyə başladı.

Çuqun orta əsrlərdən bəri müxtəlif sənət əsərləri yaratmaq üçün istifadə edilmişdir. Xüsusilə, 10-cu əsrdə çinli ustalar çəkisi 100 tondan çox olan həqiqətən unikal bir aslan fiqurunu tökdülər. 15-ci əsrdən başlayaraq Almaniyada, ondan sonra isə başqa ölkələrdə çuqun tökmə geniş yayılmışdır. Ondan hasarlar, qəfəslər, park heykəlləri, bağ mebelləri, məzar daşları hazırlanıb.

XVIII əsrin son illərində Rusiya memarlığında dəmir tökmə ən çox iştirak edirdi. Və 19-cu əsr ümumiyyətlə "çuqun dövrü" adlanırdı, çünki ərintidən memarlıqda çox fəal istifadə olunurdu.

Xüsusiyyətlər

Müxtəlif növləri varçuqun, lakin bu metal birləşmənin orta ərimə nöqtəsi təxminən 1200 dərəcə Selsidir. Bu göstərici polad istehsalı üçün tələb olunandan 250-300 dərəcə azdır. Bu fərq kifayət qədər yüksək karbon tərkibi ilə əlaqədardır ki, bu da onun molekulyar səviyyədə dəmir atomları ilə daha az sıx bağlanmasına səbəb olur.

Əritmə və sonrakı kristallaşma zamanı çuqun tərkibindəki karbonun dəmirin molekulyar qəfəsinə tam nüfuz etməyə vaxtı yoxdur və buna görə də çuqun sonda kifayət qədər kövrək olur. Bu baxımdan, sabit dinamik yüklərin olduğu yerlərdə istifadə edilmir. Lakin eyni zamanda, güc tələbləri artan hissələr üçün əladır.

İstehsal texnologiyası

Tamamilə bütün növ çuqunlar domna sobasında istehsal olunur. Əslində, ərimə prosesinin özü ciddi maddi sərmayələr tələb edən olduqca zəhmətli bir fəaliyyətdir. Bir ton çuqun istehsalı üçün təxminən 550 kiloqram koks və demək olar ki, bir ton su lazımdır. Ocağa yüklənən filizin həcmi dəmirin tərkibindən asılı olacaq. Çox vaxt dəmirin ən azı 70% olduğu filiz istifadə olunur. Elementin daha az konsentrasiyası arzuolunmazdır, çünki ondan istifadə etmək qənaətsiz olardı.

Birinci mərhələ istehsalı

Əritmə dəmiri aşağıdakı kimidir. İlk növbədə sobaya filiz, həmçinin kokslaşan kömür növləri tökülür ki, bu da soba şaftının daxilində təzyiqə və lazımi temperaturun saxlanmasına xidmət edir. Bundan əlavə, bu məhsullar yanma prosesində davam edən kimyəvi reaksiyalarda fəal iştirak edirdəmir azaldıcı maddələrin rolu.

Eyni zamanda katalizator funksiyasını yerinə yetirən sobaya axın yüklənir. O, qayaların daha sürətli əriməsinə kömək edir, bu da dəmirin sərbəst buraxılmasına kömək edir.

Qeyd etmək vacibdir ki, filiz sobaya yüklənməzdən əvvəl xüsusi ilkin emaldan keçir. Əzmə zavodunda əzilir (kiçik hissəciklər daha tez əriyir). Daha sonra metal olmayan hissəcikləri çıxarmaq üçün yuyulur. Bundan sonra xammal yandırılır, bununla əlaqədar olaraq ondan kükürd və digər yad elementlər çıxarılır.

İstehsalın ikinci mərhələsi

Təbii qaz xüsusi ocaqlar vasitəsilə yüklənmiş və işə hazır olan sobaya verilir. Koks xammalı qızdırır. Bu zaman oksigenlə birləşərək oksid əmələ gətirən karbon ayrılır. Bu oksid sonradan filizdən dəmirin çıxarılmasında iştirak edir. Nəzərə alın ki, sobada qazın miqdarının artması ilə kimyəvi reaksiyanın sürəti azalır, müəyyən nisbətə çatdıqda isə tamamilə dayanır.

Həddindən artıq karbon əriməyə nüfuz edir və dəmirlə birləşir və nəticədə çuqun əmələ gəlir. Ərinməyən bütün elementlər səthdədir və nəticədə çıxarılır. Bu tullantı şlak adlanır. Digər materialların istehsalı üçün də istifadə edilə bilər. Bu yolla əldə edilən çuqun növləri tökmə və çuqun adlanır.

Fərqləndirmə

Çuqunların müasir təsnifatı bu ərintilərin aşağıdakı növlərə bölünməsini nəzərdə tutur:

• Ağ.
• Yarım.
• Lap qrafitli boz.
• Yüksək möhkəm nodulyar qrafit.
• Düktil.

Hər birinə ayrıca baxaq.

Ağ çuqun

Bu çuqun, karbonun demək olar ki, hamısının kimyəvi cəhətdən bağlandığı çuqundur. Maşınqayırmada bu ərinti çox tez-tez istifadə edilmir, çünki o, sərt, lakin çox kövrəkdir. Həmçinin, müxtəlif kəsici alətlərlə emal edilə bilməz və buna görə də heç bir emal tələb etməyən hissələri tökmək üçün istifadə olunur. Baxmayaraq ki, bu tip çuqun aşındırıcı çarxlarla üyütməyə imkan verir. Ağ çuqun həm adi, həm də alaşımlı ola bilər. Eyni zamanda, onun qaynaqlanması çətinliklərə səbəb olur, çünki o, soyutma və ya qızdırma zamanı müxtəlif çatların əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur, həmçinin qaynaq nöqtəsində əmələ gələn strukturun heterojenliyi ilə əlaqədardır.

Ağ aşınmaya davamlı çuqunlar sürətli soyutma zamanı maye ərintinin ilkin kristallaşması nəticəsində əldə edilir. Onlar ən çox quru sürtünmə tətbiqləri üçün (məsələn, əyləc yastiqciqları) və ya artan aşınmaya və istilik müqavimətinə malik hissələrin istehsalı üçün istifadə olunur (yuvarlanan dəyirman rulonları).

Yeri gəlmişkən, ağ çuqun onun sınıqlarının görünüşü yüngül kristallik, parlaq səth olması səbəbindən adını almışdır. Bu çuqunun strukturu ledeburit, perlit və ikinci dərəcəli sementitin birləşməsidir. Əgər bu çuqun alaşımlıdırsa, o zaman perlit çevrilirtroostit, austenit və ya martensit.

Yarım çuqun

Çuqunların təsnifatı bu müxtəlif metal ərintilərini qeyd etmədən natamam olardı.

Bu çuqun öz strukturunda karbid evtektikası və qrafitin birləşməsi ilə xarakterizə olunur. Ümumiyyətlə, tam hüquqlu struktur aşağıdakı formaya malikdir: qrafit, perlit, ledeburit. Əgər çuqun istilik müalicəsinə və ya ərintilərə məruz qalırsa, bu, austenit, martensit və ya asikulyar troostitin əmələ gəlməsinə səbəb olacaq.

Bu tip çuqun kifayət qədər kövrəkdir, ona görə də onun istifadəsi çox məhduddur. Bu ərintinin özü adını almışdır, çünki onun sınığı kristal quruluşun qaranlıq və işıqlı sahələrinin birləşməsidir.

Ən ümumi mühəndislik materialı

Boz çuqun GOST 1412-85 tərkibində təxminən 3,5% karbon, 1,9-2,5% silikon, 0,8%-ə qədər manqan, 0,3%-ə qədər fosfor və 0,12%-dən az kükürd var.

Belə çuqundakı qrafit lamel formasına malikdir. Xüsusi dəyişiklik tələb etmir.

Qrafit lövhələr güclü zəiflədici təsirə malikdir və buna görə də boz çuqun çox aşağı təsir gücü və demək olar ki, tam uzanma olmaması (0,5%-dən az) ilə xarakterizə olunur.

Boz çuqun yaxşı işlənmişdir. Ərinti quruluşu aşağıdakı kimi ola bilər:

• Ferrit-qrafit.
• Ferrit-perlit-qrafit.
• Perlit-qrafit.

Boz çuqun sıxılmada gərginliyə nisbətən daha yaxşı işləyir. O daolduqca yaxşı qaynaqlanır, lakin bunun üçün əvvəlcədən qızdırma tələb olunur və doldurucu material kimi yüksək miqdarda silikon və karbon olan xüsusi çuqun çubuqlar istifadə edilməlidir. Əvvəlcədən qızdırmadan qaynaq çətin olacaq, çünki çuqun qaynaq yerində ağaracaq.

Boz çuqun şok yükü olmadan işləyən hissələrin istehsalı üçün istifadə olunur (kasnaklar, örtüklər, çarpayılar).

Bu çuqun təyinatı aşağıdakı prinsipə əsasən baş verir: SCH 25-52. İki hərf bunun boz çuqun olduğunu göstərir, 25 rəqəmi dartılma gücünün göstəricisidir (MPa və ya kqf / mm 2), 52 rəqəmi hazırda dartılma gücüdür əyilmə.

Sferik dəmir

Düyünlü çuqun digər "qardaşlarından" əsaslı şəkildə fərqlənir ki, onun tərkibində düyünlü qrafit var. Maye ərintisinə xüsusi dəyişdiricilərin (Mg, Ce) daxil edilməsi ilə əldə edilir. Qrafit daxilolmalarının sayı və onların xətti ölçüləri fərqli ola bilər.

Sferoid qrafit nə ilə yaxşıdır? Belə bir formanın metal bazasını minimal dərəcədə zəiflətməsi faktı, öz növbəsində, perlitik, ferritik və ya perlitik-ferritik ola bilər.

İstilik müalicəsi və ya ərintinin istifadəsi səbəbindən çuqun əsası asikulyar-troostit, martenzitik, austenitik ola bilər.

Çevik dəmirin növləri müxtəlifdir, lakin ümumi mənada onun təyinatı belədir: VCh 40-5. HF-nin yüksək güclü çuqun olduğunu təxmin etmək asandır, 40 rəqəmi bir göstəricidirdartılma gücü (kgf/mm2), 5 rəqəmi uzama ilə nisbidir, faizlə ifadə edilir.

Sferik dəmir

Dəmirin quruluşu onun tərkibində lopa və ya sferik formada qrafitin olmasıdır. Eyni zamanda, lopa qrafit müxtəlif incəliyə və yığcamlığa malik ola bilər ki, bu da öz növbəsində çuqun mexaniki xassələrinə birbaşa təsir göstərir.

Sənaye süni dəmir tez-tez daha çox çeviklik təmin edən ferrit baza ilə istehsal olunur.

Ferritik süni dəmirin qırılma görünüşü qara məxmər kimi görünür. Quruluşdakı perlitin miqdarı nə qədər çox olarsa, qırıq bir o qədər yüngülləşəcək.

Ümumiyyətlə, çevik dəmir ağ dəmir tökmələrdən 800-950 dərəcə Selsi temperaturunda qızdırılan sobalarda uzun müddət dayanması nəticəsində əldə edilir.

Bu gün çevik dəmir düzəltməyin iki yolu var: Avropa və Amerika.

Amerika üsulu, ərintiləri 800-850 dərəcə temperaturda qumda qurutmaqdır. Bu prosesdə qrafit ən təmiz dəmir dənələri arasında yerləşir. Nəticədə çuqun özlü olur.

Avropa üsulunda dökümlər dəmir filizində sönür. Eyni zamanda temperatur təxminən 850-950 dərəcə Selsi təşkil edir. Karbon dəmir filizinə keçir, bunun sayəsində dökümlərin səth təbəqəsi karbonsuzlaşır və yumşaq olur. Çuqun çevik olur, özəyi isə kövrək qalır.

Dəyişən dəmirin markalanması: KCh 40-6, burada KCh, təbii ki, çevik dəmirdir; 40 - gerilmə gücü indeksi;6 – uzanma, %.

Digər göstəricilər

Çuqunların möhkəmliyə görə bölünməsinə gəlincə, burada aşağıdakı təsnifat tətbiq edilir:

• Tipik güc: σv 20 kq/mm2.
• Artan güc: σv=20 - 38 kq/mm2.
• Yüksək güc: σv=40 kq/mm2 və yuxarı.

Etiklik qabiliyyətinə görə çuqunlar aşağıdakılara bölünür:

• Elək deyil - 1%-dən az uzanma.
• Aşağı plastik - 1%-dən 5%-ə qədər.
• Plastik - 5% - 10%.
• Yüksək plastiklik - 10%-dən çox.

Sonda onu da qeyd etmək istərdim ki, istənilən çuqunun xassələri hətta tökülmənin forması və təbiətindən də kifayət qədər əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənir.