Халуунд тэсвэртэй хайлш. Тусгай ган ба хайлш. Халуунд тэсвэртэй хайлш үйлдвэрлэх, ашиглах

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Орчин үеийн үйлдвэрлэлийг ган гэх мэт материалгүйгээр төсөөлөхийн аргагүй. Бид үүнтэй бараг бүх эргэлт дээр тааралддаг. Төрөл бүрийн химийн элементүүдийг найрлагад нь оруулснаар механик болон ашиглалтын шинж чанарыг эрс сайжруулах боломжтой.

Ган гэж юу вэ

Ган нь нүүрстөрөгч, төмөр агуулсан хайлш юм. Мөн ийм хайлш (доорх зураг) бусад химийн элементүүдийн хольцтой байж болно.

Хэд хэдэн бүтцийн төлөв байдаг. Хэрэв нүүрстөрөгчийн агууламж 0.025-0.8% -ийн хооронд байвал эдгээр ганг гипоэттектоид гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээрийн бүтэц нь перлит ба ферриттэй байдаг. Хэрэв ган нь гиперетектоид байвал перлит ба цементит фазыг ажиглаж болно. Феррит бүтцийн онцлог шинж чанар нь өндөр уян хатан чанар юм. Цементит нь бас нэлээд хатуулагтай байдаг. Перлит нь өмнөх хоёр үе шатыг үүсгэдэг. Энэ нь мөхлөг хэлбэртэй (цементитийн орцууд нь дугуй хэлбэртэй ферритийн ширхэгийн дагуу байрладаг) ба ламел (хоёр үе шат нь хавтан шиг харагддаг) хэлбэртэй байж болно. Хэрэв ган нь температураас дээш халсан болполиморфик өөрчлөлтүүд гарч, бүтэц нь аустенит болж өөрчлөгддөг. Энэ үе шат нь уян хатан чанарыг нэмэгдүүлсэн. Хэрэв нүүрстөрөгчийн агууламж 2.14% -иас хэтэрсэн бол ийм материал, хайлшийг цутгамал төмөр гэж нэрлэдэг.

Гангийн төрөл

Ган нь найрлагаасаа хамааран нүүрстөрөгч болон хайлштай байж болно. 0.25% -иас бага нүүрстөрөгчийн агууламж нь зөөлөн гангаар тодорхойлогддог. Хэрэв түүний хэмжээ 0.55% хүрвэл дунд нүүрстөрөгчийн хайлшийн тухай ярьж болно. Найрлагадаа 0.6%-иас дээш нүүрстөрөгч агуулсан ганг өндөр нүүрстөрөгчийн ган гэж нэрлэдэг. Хэрэв хайлш үйлдвэрлэх явцад технологи нь тодорхой химийн элементүүдийг нэвтрүүлэхтэй холбоотой бол энэ ганг хайлш гэж нэрлэдэг. Төрөл бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэвтрүүлэх нь түүний шинж чанарыг эрс өөрчилдөг. Хэрэв тэдгээрийн тоо 4% -иас хэтрэхгүй бол хайлш нь бага хайлштай байна. Дунд зэргийн хайлштай болон өндөр хайлштай ган нь 11% хүртэл, 12% -иас дээш агууламжтай байдаг. Ган хайлшийг ашиглаж буй бүсээс хамааран багаж хэрэгсэл, бүтцийн болон тусгай ган, хайлш зэрэг төрөл байдаг.

Үйлдвэрлэлийн технологи

Ган хайлуулах үйл явц нь нэлээд хөдөлмөр юм. Үүнд хэд хэдэн үе шат орно. Юуны өмнө танд түүхий эд хэрэгтэй - төмрийн хүдэр. Эхний үе шат нь тодорхой температурт халаах явдал юм. Энэ тохиолдолд исэлдэлтийн процесс үүсдэг. Хоёр дахь шатанд температур нь хамаагүй өндөр болдог. Нүүрстөрөгчийн исэлдэлтийн процессууд илүү эрчимтэй явагддаг. Хайлшийг хүчилтөрөгчөөр нэмэлт баяжуулах боломжтой. Шаардлагагүй хольцыг зайлуулдагшаар. Дараагийн алхам бол гангаас хүчилтөрөгчийг зайлуулах явдал бөгөөд энэ нь механик шинж чанарыг ихээхэн бууруулдаг. Үүнийг тархалт эсвэл тунадасжуулах хэлбэрээр хийж болно. Хэрэв исэлдүүлэх процесс явагдахгүй бол үүссэн ганыг буцалж буй ган гэж нэрлэдэг. Тайван хайлш нь хий ялгаруулдаггүй, хүчилтөрөгчийг бүрэн арилгадаг. Завсрын байрлалыг хагас нам гүм ган эзэлдэг. Төмрийн хайлш үйлдвэрлэх нь ил зуух, индукцийн зуух, хүчилтөрөгч хувиргагч зэрэгт явагддаг.

Ган хайлш

Гангийн тодорхой шинж чанарыг олж авахын тулд түүний найрлагад тусгай хайлшлах бодисыг нэвтрүүлдэг. Энэхүү хайлшийн гол давуу тал нь янз бүрийн хэв гажилтанд тэсвэртэй байдал, эд анги болон бусад бүтцийн элементүүдийн найдвартай байдал ихээхэн нэмэгддэг. Хатуурах нь хагарал болон бусад согогийн хувийг бууруулдаг. Ихэнхдээ химийн зэврэлтэнд тэсвэртэй болгохын тулд янз бүрийн элементүүдтэй ханасан энэ аргыг ашигладаг. Гэхдээ хэд хэдэн сул талууд бас бий. Тэд нэмэлт боловсруулалт шаарддаг тул ширхэгтэй харагдах магадлал өндөр байдаг. Үүнээс гадна материалын өртөг нэмэгддэг. Хамгийн түгээмэл хайлшлах элементүүд нь хром, никель, вольфрам, молибден, кобальт юм. Тэдний хэрэглээний хамрах хүрээ нэлээд том юм. Үүнд механик инженерчлэл, дамжуулах хоолой, цахилгаан станц, нисэх онгоц зэрэг эд анги үйлдвэрлэх зэрэг багтана.

Халуунд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй гэсэн ойлголт

Халуунд тэсвэртэй гэдэг ойлголт нь өндөр температурт ажиллах үед метал эсвэл хайлш бүх шинж чанараа хадгалах чадварыг хэлдэг. Ийм орчинд ихэвчлэнхийн зэврэлт ажиглагдаж байна. Тиймээс материал нь түүний үйлдэлд тэсвэртэй, өөрөөр хэлбэл халуунд тэсвэртэй байх ёстой. Тиймээс мэдэгдэхүйц температурт ашигладаг хайлшийн шинж чанар нь эдгээр хоёр ойлголтыг агуулсан байх ёстой. Зөвхөн дараа нь ийм ган нь эд анги, багаж хэрэгсэл болон бусад бүтцийн элементүүдэд шаардлагатай ашиглалтын хугацааг хангах болно.

Халуунд тэсвэртэй гангийн онцлог

Температур өндөр түвшинд хүрсэн тохиолдолд нурж, хэв гажилтанд өртөхгүй хайлшийг ашиглах шаардлагатай. Энэ тохиолдолд халуунд тэсвэртэй хайлшийг ашигладаг. Ийм материалын ажлын температур 500ºС-ээс дээш байна. Ийм гангийн онцлог шинж чанарууд нь өндөр тэсвэрлэх чадвар, уян хатан чанар, удаан хугацаанд хадгалагддаг уян хатан чанар, тайвшрах тогтвортой байдал юм. Өндөр температурт тэсвэртэй байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлэх хэд хэдэн элементүүд байдаг: кобальт, вольфрам, молибден. Chromium нь мөн шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь масштабын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг тул хүч чадалд тийм ч их нөлөөлдөггүй. Хром нь зэврэлтээс хамгаалдаг. Энэ төрлийн хайлшийн өөр нэг чухал шинж чанар нь удаан мөлхөж байдаг.

Халуунд тэсвэртэй ганг бүтцээр нь ангилах

Халуунд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй хайлш нь ферритийн ангилалд багтдаг, мартенсит, аустенит ба феррит-мартенсит бүтэцтэй. Эхнийх нь ойролцоогоор 30% хром агуулдаг. Тусгай боловсруулалтын дараа бүтэц нь нарийн ширхэгтэй болдог. Хэрэв халаалтын температур 850ºС-ээс хэтэрсэн бол үр тарианэмэгдэж, ийм халуунд тэсвэртэй материал нь хэврэг болдог. Мартенситын анги нь дараахь хромын агууламжаар тодорхойлогддог: 4% -иас 12% хүртэл. Мөн никель, вольфрам болон бусад элементүүд бага хэмжээгээр агуулагдаж болно. Автомашины турбин, хавхлагын хэсгүүдийг тэдгээрээс хийдэг. Бүтэцдээ мартенсит, феррит агуулсан ган нь тогтмол өндөр температурт ажиллахад тохиромжтой, урт хугацаанд ажиллахад тохиромжтой. Хромын агууламж 14% хүрдэг. Аустенитийг халуунд тэсвэртэй хайлш руу никель оруулах замаар олж авдаг. Ижил бүтэцтэй ган нь олон агуулгатай.

Никель дээр суурилсан хайлш

Никель нь хэд хэдэн ашигтай шинж чанартай байдаг. Энэ нь гангийн ажиллах чадварт эерэг нөлөө үзүүлдэг (халуун, хүйтэн аль аль нь). Хэрэв эд анги эсвэл багаж нь түрэмгий орчинд ажиллахаар хийгдсэн бол энэ элементтэй хайлш нь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Никель дээр суурилсан халуунд тэсвэртэй материалыг дараахь бүлэгт хуваадаг: халуунд тэсвэртэй, үнэндээ халуунд тэсвэртэй. Сүүлийнх нь хамгийн бага халуунд тэсвэртэй шинж чанартай байх ёстой. Ажлын температур 1200ºС хүрдэг. Үүнээс гадна хром эсвэл титан нэмдэг. Онцлог шинж чанар нь никель хайлштай ган нь бари, магни, бор зэрэг бага хэмжээний хольцтой байдаг тул үр тарианы хил хязгаарыг бэхжүүлдэг. Энэ төрлийн халуунд тэсвэртэй хайлшийг хуурамч болон цувисан бүтээгдэхүүн хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг. Мөн эд ангиудыг цутгах боломжтой. Тэдний хэрэглээний гол чиглэл нь хийн турбины элементүүдийг үйлдвэрлэх явдал юм. Никель дээр суурилсан халуунд тэсвэртэй хайлш нь 30% хүртэл хром агуулдаг. Тэд тамга, гагнуурын ажилд хангалттай сайн зээл өгдөг. Үүнээс гадна масштабын эсэргүүцэл өндөр түвшинд байна. Энэ нь тэдгээрийг хий дамжуулах хоолойн системд ашиглах боломжтой болгодог.

Халуунд тэсвэртэй титан хайлштай ган

Титаныг бага хэмжээгээр (0.3% хүртэл) нэвтрүүлсэн. Энэ тохиолдолд энэ нь хайлшийн хүчийг нэмэгдүүлдэг. Хэрэв түүний агууламж хамаагүй өндөр байвал зарим механик шинж чанар мууддаг (хатуулаг, хүч чадал). Гэхдээ уян хатан чанар нь нэмэгддэг. Энэ нь гангийн боловсруулалтыг хөнгөвчилдөг. Титаныг бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хамт нэвтрүүлснээр халуунд тэсвэртэй шинж чанарыг эрс сайжруулах боломжтой. Хэрэв түрэмгий орчинд ажиллах шаардлагатай бол (ялангуяа дизайн нь гагнууртай бол) энэ химийн элементтэй хайлш хийх нь зөв юм.

Кобальтын хайлш

Их хэмжээний кобальт (80% хүртэл) нь халуунд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй хайлш зэрэг материалын үйлдвэрлэлд ордог, учир нь үүнийг цэвэр хэлбэрээр нь ашиглах нь ховор байдаг. Үүнийг нэвтрүүлэх нь уян хатан чанар, түүнчлэн өндөр температурт ажиллах үед эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь өндөр байх тусам хайлш руу орсон кобальтын хэмжээ их байх болно. Зарим брэндүүдэд түүний агууламж 30% хүрдэг. Ийм гангийн өөр нэг онцлог шинж чанар нь соронзон шинж чанарыг сайжруулах явдал юм. Гэсэн хэдий ч кобальтын өртөг өндөр учраас түүний хэрэглээ харьцангуй хязгаарлагдмал.

Халуунд тэсвэртэй хайлш дахь молибдений нөлөө

Энэ химийн элемент нь өндөр температурт материалын бат бөх байдалд ихээхэн нөлөөлдөг.

Бусад элементүүдтэй хамт хэрэглэхэд онцгой үр дүнтэй. Энэ нь гангийн хатуулгийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг (аль хэдийн 0.3% -ийн агууламжтай). Суналтын бат бэх нь бас нэмэгддэг. Молибдентэй хайлштай халуунд тэсвэртэй хайлшийн өөр нэг эерэг шинж чанар нь исэлдэлтийн процесст өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг. Молибден нь үр тариа нунтаглахад хувь нэмэр оруулдаг. Сул тал нь гагнахад хүндрэлтэй байдаг.

Бусад тусгай ган ба хайлш

Тодорхой ажлуудыг гүйцэтгэхийн тулд тодорхой шинж чанартай материал шаардлагатай. Тиймээс бид хайлш болон нүүрстөрөгчийн аль аль нь байж болох тусгай хайлшийг ашиглах талаар ярьж болно. Сүүлд нь хайлш үйлдвэрлэх, тэдгээрийг боловсруулах нь тусгай технологи ашиглан явагддаг тул шаардлагатай шинж чанаруудын багцад хүрдэг. Бүр тусгай хайлш, ган нь бүтцийн болон багаж хэрэгсэлд хуваагддаг. Энэ төрлийн материалын үндсэн ажлуудын дотроос дараахь зүйлийг ялгаж салгаж болно: зэврэлт, элэгдэлд тэсвэртэй байдал, түрэмгий орчинд ажиллах чадвар, сайжруулсан механик шинж чанар. Энэ ангилалд халуунд тэсвэртэй ган, өндөр температуртай хайлш, -296ºС хүртэл тэсвэрлэх чадвартай криоген ган хоёулаа орно.

Багажны ган

Тусгай багажийн ганг багаж үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Тэдний ажлын нөхцлөөс хамааран материалыг тус тусад нь сонгодог. Багаж хэрэгсэлд тавигдах шаардлага нэлээд өндөр байдаг тул тэдгээрийн хайлшийн шинж чанарүйлдвэрлэл нь тохиромжтой: тэдгээр нь гуравдагч этгээдийн хольц, хольцгүй байх ёстой, исэлдүүлэх процесс сайн явагддаг, бүтэц нь нэгэн төрлийн байх ёстой. Хэмжих хэрэгсэл нь тогтвортой параметртэй, элэгдэлд тэсвэртэй байх нь маш чухал юм. Хэрэв бид огтлох хэрэгслийн талаар ярих юм бол тэдгээр нь өндөр температурт (ирмэгийн халаалт байдаг), байнгын үрэлт, хэв гажилтанд ажилладаг. Тиймээс халаах үед тэдний үндсэн хатуулаг хадгалах нь маш чухал юм. Өөр нэг төрлийн багажны ган нь өндөр хурдны ган юм. Үндсэндээ энэ нь вольфрамтай холилдсон байдаг. Хатуулаг нь ойролцоогоор 600ºС хүртэл температурт хадгалагдана. Мөн ган төмөр байдаг. Эдгээр нь халуун болон хүйтэн хэлбэрт зориулагдсан.

Тусгай хайлшны хэрэглээ

Онцгой шинж чанартай хайлш хэрэглэдэг үйлдвэрүүд олон. Сайжруулсан чанараараа тэд механик инженерчлэл, барилга байгууламж, газрын тосны салбарт зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Дулаан тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй хайлшийг турбины эд анги, автомашины сэлбэг хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Зэврэлтээс хамгаалах өндөр шинж чанартай ган нь хоолой, карбюраторын зүү, диск, химийн үйлдвэрлэлийн янз бүрийн элементүүдийг үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай. Төмөр замын төмөр зам, хувин, тээврийн хэрэгслийн зам - элэгдэлд тэсвэртэй ган нь энэ бүхний үндэс юм. Боолт, самар болон бусад ижил төстэй эд ангиудыг их хэмжээгээр үйлдвэрлэхэд автомат хайлшийг ашигладаг. Булаг нь хангалттай уян хатан, элэгдэлд тэсвэртэй байх ёстой. Тийм ч учраастэдэнд зориулсан материал нь хаврын ган юм. Энэ чанарыг сайжруулахын тулд тэдгээрийг хром, молибдентэй нэмэлтээр хайлуулдаг. Тодорхой шинж чанар бүхий бүх тусгай хайлш ба ган нь өмнө нь өнгөт металл ашиглаж байсан эд ангиудын өртөгийг бууруулж чадна.