Hipoeutektoid polad: strukturu, xassələri, istehsalı və tətbiqi

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

Karbon poladlarının istifadəsi tikinti və sənayedə geniş yayılmışdır. Texniki dəmir adlanan qrup, son məhsulların və strukturların artan performansına səbəb olan bir çox üstünlüklərə malikdir. Bu ərintilər gücün və stresə qarşı müqavimətin optimal xüsusiyyətləri ilə yanaşı, çevik dinamik xüsusiyyətləri ilə də seçilir. Xüsusilə, karbon qarışıqlarının əhəmiyyətli bir faizini ehtiva edən hipoeutektoid polad yüksək çevikliyi ilə qiymətləndirilir. Lakin bu, yüksək möhkəmlikli dəmir çeşidinin bütün üstünlükləri deyil.

Ərinti haqqında ümumi məlumat

Poladın fərqli xüsusiyyəti strukturda xüsusi alaşımlı çirklərin və karbonun olmasıdır. Əslində, hipoeutektoid ərintisi karbon tərkibi ilə müəyyən edilir. Burada təsvir olunan texniki dəmir çeşidi ilə çox oxşar olan klassik evtekoid və ledeburit poladları ayırd etmək vacibdir. Poladın struktur sinfini nəzərə alsaq, hipoeutektoid ərintisi eutektoidlərə aid olacaq, lakin tərkibində ərintilənmiş ferritlər və pearlitlər var. Hiperevtekoidlərdən əsas fərq karbonun səviyyəsinin 0,8%-dən aşağı olmasıdır. Bunu aşangöstərici poladı tam hüquqlu evtekoidlər kimi təsnif etməyə imkan verir. Bir şəkildə, hipoeutektoidin əksi, perlitdən əlavə, karbidlərin ikinci dərəcəli çirklərini də ehtiva edən hipereutektoid poladdır. Beləliklə, hipoeutektoid ərintilərini evtekoidlərin ümumi qrupundan ayırmağa imkan verən iki əsas amil var. Birincisi, bu, nisbətən kiçik bir karbon tərkibidir, ikincisi, bu, əsası ferrit olan xüsusi çirklər dəstidir.

İstehsal texnologiyası

Hipoevtekoid poladın istehsalı üçün ümumi texnoloji proses digər ərintilərin istehsalına bənzəyir. Yəni təxminən eyni texnikalar istifadə olunur, lakin müxtəlif konfiqurasiyalarda. Hipoeutektoid polad özünəməxsus strukturunu əldə etmək baxımından xüsusi diqqət tələb edir. Bunun üçün soyutma fonunda austenitin parçalanmasını təmin edən bir texnologiya istifadə olunur. Öz növbəsində, austenit eyni ferrit və perlit daxil olmaqla birləşmiş qarışıqdır. Texnoloqlar qızdırmanın və soyutmanın intensivliyini tənzimləməklə bu qatqının dispersiyasına nəzarət edə bilərlər ki, bu da son nəticədə materialın müəyyən performans keyfiyyətlərinin formalaşmasına təsir göstərir.

Lakin perlitin təmin etdiyi karbon dəyişməz olaraq qalır. Sonrakı tavlama mikrostrukturun formalaşmasını düzəldə bilsə də, karbon tərkibi 0,8% diapazonunda olacaqdır. Polad strukturunun formalaşması prosesində məcburi bir mərhələ normallaşmadır. Bu prosedur eyni taxılların fraksiya optimallaşdırılması üçün tələb olunuraustenit. Başqa sözlə, ferrit və perlit hissəcikləri optimal ölçülərə endirilir ki, bu da poladın texniki və fiziki göstəricilərini daha da yaxşılaşdırır. Bu, istilik tənzimlənməsinin keyfiyyətindən çox şey asılı olan mürəkkəb bir prosesdir. Temperatur rejimi aşılırsa, əks effekt də təmin edilə bilər - austenit taxıllarının artması.

Polad tavlama

Bir neçə tavlama metodundan istifadə edilir. Tam və qismən tavlama üsulları arasında əsaslı fərq var. Birinci halda, austenit kritik bir temperatura qədər intensiv şəkildə qızdırılır, bundan sonra normallaşma soyutma vasitəsi ilə həyata keçirilir. Burada austenitin parçalanması baş verir. Bir qayda olaraq, çeliklərin tam tavlanması 700-800 ° C rejimində aparılır. Bu səviyyədə istilik müalicəsi sadəcə ferrit elementlərinin parçalanması proseslərini aktivləşdirir. Soyutma dərəcəsi də tənzimlənə bilər, məsələn, soba işçiləri kameranın qapısını bağlaya və ya açaraq idarə edə bilərlər. Avtomatik rejimdə olan izotermik sobaların ən son modelləri verilmiş proqrama uyğun olaraq yavaş soyutma həyata keçirə bilər.

Tamamlanmamış tavlamaya gəlincə, o, 800 °C-dən yuxarı temperaturda qızdırılmaqla istehsal olunur. Bununla belə, kritik temperatur effektinin saxlanma müddətində ciddi məhdudiyyətlər var. Bu səbəbdən natamam tavlama baş verir, bunun nəticəsində ferrit yox olmur. Nəticədə, gələcək materialın strukturunda bir çox çatışmazlıqlar aradan qaldırılmır. Fiziki cəhətdən yaxşılaşmırsa, poladların belə tavlanması niyə lazımdır?keyfiyyət? Əslində, yumşaq bir quruluşu saxlamağa imkan verən natamam istilik müalicəsidir. Son material özlüyündə karbon çeliklərinə xas olan hər tətbiqdə tələb olunmaya bilər, lakin asan emal etməyə imkan verəcəkdir. Yumşaq pro-evtekoid ərintisi asanlıqla kəsilir və istehsalı daha ucuzdur.

Ərinti normallaşdırma

Atəşdən sonra artan istilik müalicəsi prosedurlarının növbəsi gəlir. Normallaşma və isitmə əməliyyatları var. Hər iki halda, temperaturun 1000 ° C-dən çox ola biləcəyi iş parçasına istilik təsirindən danışırıq. Ancaq özlüyündə hipoeutektoid çeliklərin normallaşması istilik müalicəsinin tamamlanmasından sonra baş verir. Bu mərhələdə soyutma hərəkətsiz hava şəraitində başlayır, bu müddət ərzində incə dənəli austenitin tam əmələ gəlməsinə qədər ekspozisiya baş verir. Yəni, istilik ərintini normallaşdırılmış vəziyyətə gətirməzdən əvvəl bir növ hazırlıq əməliyyatıdır. Xüsusi struktur dəyişiklikləri haqqında danışırıqsa, o zaman çox vaxt onlar ferrit və perlitin ölçüsünün azalması, eləcə də sərtliyinin artması ilə ifadə edilir. Hissəciklərin möhkəmlik keyfiyyətləri yumşalma prosedurları ilə əldə edilənlərlə müqayisədə artır.

Normallaşdırmadan sonra başqa bir uzun məruz qalma isitmə proseduru davam edə bilər. Sonra iş parçası soyudulur və bu addım müxtəlif yollarla həyata keçirilə bilər. Son hipoeutektoid polad ya havada, ya da içəridə əldə ediliryavaş soyuyan sobalar. Təcrübədən göründüyü kimi, ən yüksək keyfiyyətli ərinti normallaşdırmanın tam texnologiyasından istifadə etməklə hazırlanır.

Temperaturun ərintinin strukturuna təsiri

Polad konstruksiyasının əmələ gəlməsi prosesinə temperaturun müdaxiləsi ferrit-sementit kütləsinin austenite çevrildiyi andan başlayır. Başqa sözlə, perlit qismən yüksək möhkəmlikli poladın formalaşması üçün əsas olan funksional bir qarışıq vəziyyətinə keçir. Termal müalicənin növbəti mərhələsində bərkimiş polad artıq ferritdən xilas olur. Artıq qeyd edildiyi kimi, natamam tavlama vəziyyətində olduğu kimi, həmişə tamamilə aradan qaldırılmır. Lakin klassik hipoeutektoid ərintisi hələ də bu austenit komponentinin aradan qaldırılmasını nəzərdə tutur. Növbəti mərhələdə, optimallaşdırılmış strukturun formalaşması gözləntiləri ilə mövcud kompozisiya artıq optimallaşdırılır. Yəni artan möhkəmlik xüsusiyyətlərinin alınması ilə ərintinin hissəciklərində azalma olur.

Austenitlərin həddindən artıq soyudulmuş qarışığı ilə izotermik çevrilmə müxtəlif rejimlərdə həyata keçirilə bilər və temperatur səviyyəsi texnoloq tərəfindən idarə olunan parametrlərdən yalnız biridir. Termik təsirin pik intervalları, soyutma sürəti və s. də dəyişir. Seçilmiş normallaşma rejimindən asılı olaraq müəyyən texniki və fiziki xüsusiyyətlərə malik bərkimiş polad alınır. Məhz bu mərhələdə xüsusi əməliyyat xassələri təyin etmək də mümkündür. Parlaq bir nümunə, səmərəli sonrakı emal məqsədi ilə əldə edilən yumşaq bir quruluşa malik bir ərintidir. Amma çox vaxtistehsalçılar hələ də son istehlakçının ehtiyaclarına və onun metalın əsas texniki və əməliyyat keyfiyyətlərinə olan tələblərinə diqqət yetirirlər.

Polad strukturu

700 °C temperaturda normallaşma rejimi ferrit və pearlit dənələrinin əsasını təşkil edəcəyi strukturun formalaşmasına səbəb olur. Yeri gəlmişkən, hipereutektoid poladların strukturunda ferrit əvəzinə sementit var. Otaq temperaturunda, normal vəziyyətdə, artıq ferritin tərkibi də qeyd olunur, baxmayaraq ki, bu hissə karbon artdıqca minimuma endirilir. Poladın strukturunun az dərəcədə karbon tərkibindən asılı olduğunu vurğulamaq vacibdir. Eyni istilik zamanı əsas komponentlərin davranışına praktiki olaraq təsir göstərmir və demək olar ki, hamısı perlitdə cəmlənir. Əslində, karbon qarışığının tərkibinin səviyyəsini müəyyən etmək üçün perlit istifadə edilə bilər - bir qayda olaraq, bu əhəmiyyətsiz bir dəyərdir.

Başqa bir struktur nüans da maraqlıdır. Fakt budur ki, perlit və ferrit hissəcikləri eyni xüsusi çəkiyə malikdirlər. Bu o deməkdir ki, bu komponentlərdən birinin ümumi kütlədəki miqdarı ilə onun ümumi sahəsinin nə qədər olduğunu öyrənə bilərsiniz. Beləliklə, mikrobölmə səthləri öyrənilir. Hipoeutektoid poladın qızdırıldığı rejimdən asılı olaraq austenit hissəciklərinin fraksiya parametrləri də formalaşır. Amma bu, demək olar ki, fərdi formatda unikal dəyərlərin formalaşması ilə baş verir - başqa bir şey odur ki, müxtəlif göstəricilər üçün məhdudiyyətlər standart olaraq qalır.

Hipoevtekoid poladın xüsusiyyətləri

Bu metala aiddiraşağı karbonlu çeliklərə, buna görə də ondan xüsusi performans gözləməməlisiniz. Güc xüsusiyyətlərinə görə bu ərintinin evtekoidlərdən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olduğunu söyləmək kifayətdir. Bu, struktur fərqləri ilə əlaqədardır. Fakt budur ki, artıq ferritlərin tərkibində olan hipoeutektoid polad sinfi struktur dəstində sementitə malik olan analoqlardan güc baxımından daha aşağıdır. Qismən bu səbəbdən texnoloqlar tikinti sənayesi üçün ərintilərdən istifadə etməyi tövsiyə edirlər, onların istehsalında ferritlərin yerdəyişməsi ilə atəş əməliyyatı maksimum həyata keçirilir.

Bu materialın müsbət müstəsna xassələrindən danışırıqsa, onda bunlar plastiklik, təbii bioloji məhvetmə proseslərinə müqavimət və s. Metal. Məsələn, bu, həm artan istilik müqaviməti, həm də korroziya proseslərinə meylliliyin olmaması, eləcə də adi aşağı karbonlu ərintilərə xas olan bütün qoruyucu xüsusiyyətlər ola bilər.

Tətbiq sahələri

Metalın ferritik poladlar sinfinə aid olması səbəbindən möhkəmlik xassələrinin bir qədər azalmasına baxmayaraq, bu material müxtəlif sahələrdə geniş yayılmışdır. Məsələn, maşınqayırmada hipoeutektoid poladdan hazırlanmış hissələrdən istifadə olunur. Başqa bir şey, istehsalında qabaqcıl atəş və normallaşdırma texnologiyalarından istifadə edilən yüksək dərəcəli ərintilərdən istifadə olunur. Həmçinin, azaldılmış ferrit məzmunlu hipoeutektoid poladın quruluşu kifayət qədərdirtikinti konstruksiyalarının istehsalında metaldan istifadə etməyə imkan verir. Üstəlik, bu tip bəzi polad növlərinin münasib qiyməti əhəmiyyətli qənaətə arxalanmağa imkan verir. Bəzən tikinti materialları və polad modulların istehsalında heç də artan güc tələb olunmur, lakin aşınma müqaviməti və elastiklik lazımdır. Belə hallarda hipoeutektoid ərintilərinin istifadəsi haqlıdır.

İstehsal

Rusiyada bir çox müəssisə hipoeutektoid metalın istehsalı, hazırlanması və istehsalı ilə məşğuldur. Məsələn, Ural Əlvan Metallar Zavodu (UZTSM) istehlakçıya müxtəlif texniki və fiziki xassələri təklif edərək, bu tip bir neçə polad markasını istehsal edir. Ural Polad Zavodu yüksək keyfiyyətli alaşımlı komponentləri ehtiva edən ferritik poladlar istehsal edir. Bundan əlavə, assortimentdə istiliyədavamlı, yüksək xromlu və paslanmayan metallar daxil olmaqla xüsusi ərinti modifikasiyaları mövcuddur.

Metalloinvest də ən böyük istehsalçılar arasında seçilə bilər. Bu şirkətin obyektlərində tikintidə istifadə üçün nəzərdə tutulmuş hipoeutektoid strukturlu konstruktiv poladlar istehsal olunur. Hazırda müəssisənin polad zavodu yeni standartlar üzrə işləyir ki, bu da ferrit ərintilərinin zəif nöqtəsini - möhkəmlik göstəricisini yaxşılaşdırmağa imkan verir. Xüsusilə, şirkətin texnoloqları gərginlik intensivliyi əmsalını artırmaq, materialın zərbəyə davamlılığını və yorulmağa davamlılığını optimallaşdırmaq üzərində işləyirlər. Bu, demək olar ki, universal ərintilər təklif etməyə imkan verir.

Nəticə

Sənaye və tikinti metallarının əsas hesab edilən və mütəmadi olaraq təkmilləşdirilən bir neçə texniki və istismar xüsusiyyətləri vardır. Bununla belə, dizayn və texnoloji proseslər mürəkkəbləşdikcə, element bazasına yeni tələblər də yaranır. Bu baxımdan, müxtəlif performans keyfiyyətlərinin cəmləşdiyi hipoeutektoid polad aydın şəkildə özünü göstərir. Bu metalın istifadəsi bir neçə ultra yüksək performansa malik bir hissəyə ehtiyac duyulduğu hallarda deyil, fərqli xüsusiyyətlərə malik xüsusi atipik dəstlərin tələb olunduğu hallarda əsaslandırılır. Bu halda, metal çeviklik və çevikliyin optimal zərbə müqaviməti və əksər karbon ərintilərində olan əsas qoruyucu keyfiyyətlərlə birləşməsini nümunə göstərir.