Hypoeutectoid ган: бүтэц, шинж чанар, үйлдвэрлэл, хэрэглээ

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

Нүүрстөрөгчийн гангийн хэрэглээ нь барилга, үйлдвэрлэлийн салбарт өргөн тархсан. Техникийн төмөр гэж нэрлэгддэг бүлэг нь эцсийн бүтээгдэхүүн, бүтцийн гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг олон давуу талтай байдаг. Хүч чадал, стресст тэсвэртэй байдлын хамгийн оновчтой шинж чанаруудын зэрэгцээ эдгээр хайлш нь уян хатан динамик шинж чанараараа ялгагдана. Ялангуяа нүүрстөрөгчийн хольцын нэлээд хувийг агуулсан гипоэтектоид ган нь өндөр уян хатан чанараараа үнэлэгддэг. Гэхдээ энэ нь энэ төрлийн өндөр бат бэх төмрийн бүх давуу тал биш юм.

Хайлшны тухай ерөнхий мэдээлэл

Гангийн нэг онцлог шинж чанар нь бүтцэд тусгай хайлштай хольц, нүүрстөрөгч агуулагддаг. Үнэндээ гипоэттектоид хайлш нь нүүрстөрөгчийн агууламжаар тодорхойлогддог. Энд дурдсан техникийн төмрийн төрөл зүйлтэй ижил төстэй сонгодог эвтектоид ба ледебурит ганг хооронд нь ялгах нь чухал юм. Хэрэв бид гангийн бүтцийн ангиллыг авч үзвэл гипоэтектоид хайлш нь эвтектоидуудыг хэлнэ, гэхдээ хайлштай феррит ба перлит агуулсан. Гиперевтектоидуудаас үндсэн ялгаа нь 0.8% -иас доош нүүрстөрөгчийн түвшин юм. Үүнээс хэтэрсэнЭнэ үзүүлэлт нь ганг бүрэн эвтектоид гэж ангилах боломжийг олгодог. Ямар нэгэн байдлаар гипоэттектоидын эсрэг тал нь перлитээс гадна карбидын хоёрдогч хольцыг агуулдаг гипереутектоид ган юм. Ийнхүү гипоэуттектоидын хайлшийг эвтектоидын ерөнхий бүлгээс ялгах хоёр үндсэн хүчин зүйл байдаг. Нэгдүгээрт, энэ нь харьцангуй бага нүүрстөрөгчийн агууламж, хоёрдугаарт, энэ нь ферритийн үндэс болох тусгай хольц юм.

Үйлдвэрлэлийн технологи

Гипоевтектоид ган үйлдвэрлэх ерөнхий технологийн процесс нь бусад хайлш үйлдвэрлэхтэй төстэй. Өөрөөр хэлбэл, ойролцоогоор ижил техникийг ашигладаг боловч өөр өөр тохиргоонд ашигладаг. Гипоутектоид ган нь түүний өвөрмөц бүтцийг олж авахад онцгой анхаарал шаарддаг. Үүний тулд хөргөлтийн дэвсгэр дээр аустенитийн задралыг хангах технологийг ашигладаг. Хариуд нь аустенит нь ижил феррит ба перлит зэрэг хосолсон холимог юм. Технологичид халаалт, хөргөлтийн эрчмийг зохицуулснаар энэ нэмэлтийн тархалтыг хянах боломжтой бөгөөд энэ нь эцсийн дүндээ материалын тодорхой гүйцэтгэлийн чанар үүсэхэд нөлөөлдөг.

Гэсэн хэдий ч перлитээр хангадаг нүүрстөрөгч нь хэвээрээ байна. Хэдийгээр дараагийн ангалалтыг хийснээр бичил бүтэц үүсэхийг засч залруулах боломжтой боловч нүүрстөрөгчийн агууламж 0.8% -ийн хүрээнд байх болно. Ган бүтэц үүсэх үйл явцын зайлшгүй үе шат бол хэвийн байдал юм. Энэ процедур нь ижил үр тарианы бутархай оновчтой болгоход шаардлагатайаустенит. Өөрөөр хэлбэл, феррит ба перлитын тоосонцорыг оновчтой хэмжээгээр багасгаж, гангийн техникийн болон физик үзүүлэлтийг улам сайжруулдаг. Энэ бол халаалтын зохицуулалтын чанараас ихээхэн хамаардаг нарийн төвөгтэй үйл явц юм. Хэрэв температурын горим хэтэрсэн бол эсрэг нөлөө үзүүлж болно - аустенитийн ширхэгийн өсөлт.

Ган шарах

Хялбаржуулах хэд хэдэн аргыг ашигладаг. Бүрэн ба хэсэгчилсэн анивчих аргуудын хооронд үндсэн ялгаа бий. Эхний тохиолдолд аустенитийг чухал температурт эрчимтэй халааж, дараа нь хөргөлтийн тусламжтайгаар хэвийн болгох ажлыг гүйцэтгэдэг. Энд аустенитийн задрал явагддаг. Дүрмээр бол гангийн бүрэн анивалтыг 700-800 ° C-ийн горимд гүйцэтгэдэг. Энэ түвшний дулааны боловсруулалт нь зөвхөн феррит элементүүдийн задралын процессыг идэвхжүүлдэг. Хөргөлтийн хурдыг мөн тохируулж болно, жишээлбэл, зуухны ажилтнууд тасалгааны хаалгыг хаах эсвэл нээх замаар ажиллуулж болно. Автомат горимд ажилладаг хамгийн сүүлийн үеийн изотерм зуухнууд нь өгөгдсөн хөтөлбөрийн дагуу удаан хөргөх боломжтой.

Дутуу ангалалтын хувьд 800 °C-аас дээш температурт халааж үйлдвэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч температурын эгзэгтэй нөлөөг барих хугацаанд ноцтой хязгаарлалтууд байдаг. Энэ шалтгааны улмаас бүрэн бус хаталт үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд феррит алга болдоггүй. Тиймээс ирээдүйн материалын бүтцэд гарсан олон дутагдал арилдаггүй. Хэрэв энэ нь физик чанарыг сайжруулахгүй бол ганг ийм аргаар баяжуулах шаардлагатай байна вэ?чанар? Үнэн хэрэгтээ энэ нь зөөлөн бүтцийг хадгалах боломжийг олгодог бүрэн бус дулааны боловсруулалт юм. Төгсгөлийн материалыг нүүрстөрөгчийн гангаар хийсэн хэрэглээ болгонд ашиглах шаардлагагүй байж болох ч боловсруулахад хялбар болно. Зөөлөн про-эвтектоид хайлш нь зүсэхэд хялбар бөгөөд үйлдвэрлэхэд зардал багатай.

Хайлш хэвийн болгох

Буудасны дараа дулааны боловсруулалтыг нэмэгдүүлэх процедурын ээлж ирдэг. Хэвийн байдал, халаалтын үйл ажиллагаа байдаг. Аль ч тохиолдолд бид ажлын хэсэг дэх дулааны нөлөөллийн тухай ярьж байгаа бөгөөд энэ үед температур 1000 ° C-аас хэтрэх боломжтой. Гэхдээ өөрөө гипоэттектоид гангийн хэвийн байдал нь дулааны боловсруулалт дууссаны дараа тохиолддог. Энэ үе шатанд хөргөлт нь тайван агаарын нөхцөлд эхэлдэг бөгөөд энэ үед нарийн ширхэгтэй аустенит бүрэн үүсэх хүртэл өртөлт явагддаг. Өөрөөр хэлбэл халаалт нь хайлшийг хэвийн байдалд оруулахаас өмнө нэг төрлийн бэлтгэл ажил юм. Хэрэв бид бүтцийн тодорхой өөрчлөлтүүдийн талаар ярих юм бол ихэнхдээ тэдгээр нь феррит ба перлитийн хэмжээ багасах, мөн хатуулаг нэмэгдэх зэргээр илэрхийлэгддэг. Бөөмийн бат бэх чанар нь хагалах процедурын үр дүнд хүрсэнтэй харьцуулахад нэмэгддэг.

Хэвийн байдалд оруулсны дараа өөр нэг удаан хугацаагаар халаах горимыг дагаж болно. Дараа нь ажлын хэсгийг хөргөж, энэ алхамыг янз бүрийн аргаар хийж болно. Эцсийн гипоевтектоид ганыг агаарт эсвэл дотор нь олж авдагудаан хөргөх зуухнууд. Практикаас харахад хамгийн сайн чанарын хайлшийг хэвийн болгох бүрэн технологийг ашиглан бүтээдэг.

Хайлшны бүтцэд температурын нөлөө

Ган бүтэц үүсэх процесст температурын оролцоо нь феррит-цементит массыг аустенит болгон хувиргах мөчөөс эхэлдэг. Өөрөөр хэлбэл, перлит нь функциональ хольцын төлөвт шилждэг бөгөөд энэ нь хэсэгчлэн өндөр бат бэх ган үүсэх үндэс болдог. Дулааны боловсруулалтын дараагийн шатанд хатуурсан ган нь илүүдэл ферритээс салдаг. Өмнө дурьдсанчлан, энэ нь бүрэн бус ханиалгахтай адил үргэлж бүрэн арилдаггүй. Гэхдээ сонгодог гипоэттектоидын хайлш нь энэхүү аустенит бүрэлдэхүүнийг арилгахад оршино. Дараагийн шатанд одоо байгаа найрлагыг оновчтой бүтэцтэй болгох хүлээлттэй аль хэдийн оновчтой болгосон. Өөрөөр хэлбэл, хүч чадлын шинж чанарыг олж авснаар хайлшийн тоосонцор буурч байна.

Аустенитийн хэт хөргөлттэй хольцтой изотермаль хувиргалтыг янз бүрийн горимд хийж болох ба температурын түвшин нь технологийн мэргэжилтнүүдийн хянадаг параметрүүдийн зөвхөн нэг нь юм. Дулааны нөлөөллийн оргил интервалууд, хөргөлтийн хурд зэрэг нь мөн өөр өөр байдаг. Сонгосон хэвийн болгох горимоос хамааран тодорхой техникийн болон физик шинж чанартай хатуурсан ган авдаг. Энэ үе шатанд үйл ажиллагааны тусгай шинж чанарыг тохируулах боломжтой. Үүний тод жишээ бол цаашдын боловсруулалтыг үр дүнтэй болгох зорилгоор олж авсан зөөлөн бүтэцтэй хайлш юм. Гэхдээ ихэнхдээүйлдвэрлэгчид эцсийн хэрэглэгчийн хэрэгцээ, түүний металлын үндсэн техникийн болон ашиглалтын чанарт тавих шаардлагад анхаарлаа хандуулсаар байна.

Ган бүтэц

700°С-ийн температурт хэвийн болгох горим нь феррит ба перлитийн ширхэгүүд суурь болох бүтэц үүсэх шалтгаан болдог. Дашрамд хэлэхэд гипереутектоид ган нь ферритийн оронд цементиттэй байдаг. Өрөөний температурт хэвийн төлөвт илүүдэл ферритийн агууламжийг тэмдэглэж байгаа боловч нүүрстөрөгч нэмэгдэх тусам энэ хэсэг нь багасдаг. Гангийн бүтэц нь нүүрстөрөгчийн агууламжаас бага хэмжээгээр хамаардаг гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ нь ижил халаалттай үед үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үйл ажиллагаанд бараг нөлөөлдөггүй бөгөөд бараг бүгдээрээ перлитэд төвлөрдөг. Үнэндээ перлитийг нүүрстөрөгчийн хольцын агууламжийг тодорхойлоход ашиглаж болно - дүрмээр бол энэ нь ач холбогдолгүй утга юм.

Бүтцийн өөр нэг нюанс бас сонирхолтой юм. Үнэн хэрэгтээ перлит ба феррит хэсгүүд ижил жинтэй байдаг. Энэ нь нийт масс дахь эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн аль нэгний хэмжээгээр та нийт талбайг эзэлдэг болохыг олж мэдэх боломжтой гэсэн үг юм. Тиймээс бичил хэсгийн гадаргууг судалдаг. Гипоевтектоид ганг халаах горимоос хамааран аустенит хэсгүүдийн фракцийн параметрүүд мөн үүсдэг. Гэхдээ энэ нь өвөрмөц үнэ цэнийг бий болгосноор бараг бие даасан хэлбэрээр тохиолддог - өөр нэг зүйл бол янз бүрийн үзүүлэлтүүдийн хязгаарлалт нь стандарт хэвээр байгаа явдал юм.

Гипоэттектоид гангийн шинж чанарууд

Энэ металл хамаарнанүүрстөрөгч багатай гангаар хийгдсэн тул та үүнээс онцгой гүйцэтгэлийг хүлээх ёсгүй. Хүч чадлын шинж чанарын хувьд энэ хайлш нь эвтектоидуудаас хамаагүй доогуур гэдгийг хэлэхэд хангалттай. Энэ нь бүтцийн ялгаатай байдлаас үүдэлтэй. Баримт нь илүүдэл феррит агуулсан гангийн гипоэвтектоид анги нь бүтцийн багцад цементит агуулсан аналогиас хүч чадлаараа доогуур байдаг. Зарим талаараа энэ шалтгааны улмаас технологичид барилгын салбарт хайлш ашиглахыг зөвлөж байна, түүний үйлдвэрлэлд ферритийг нүүлгэн шилжүүлэх замаар гал асаах ажиллагааг дээд зэргээр хэрэгжүүлсэн.

Хэрэв бид энэ материалын эерэг онцгой шинж чанаруудын талаар ярих юм бол тэдгээр нь уян хатан чанар, байгалийн биологийн устгалын процесст тэсвэртэй байдал гэх мэт. Үүний зэрэгцээ гипоэутектоид гангийн хатуурал нь хэд хэдэн нэмэлт чанарыг нэмж өгдөг. металл. Жишээлбэл, энэ нь дулааны эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх, зэврэлтэнд өртөмтгий байдал, түүнчлэн уламжлалт бага нүүрстөрөгчийн хайлшаас хамаарах бүхэл бүтэн хамгаалалтын шинж чанарууд байж болно.

Хэрэглэх талбар

Металл нь феррит гангийн ангилалд багтдаг тул бат бэхийн шинж чанар бага зэрэг буурсан хэдий ч энэ материал нь өөр өөр газар нутагт түгээмэл байдаг. Жишээлбэл, механик инженерчлэлд гипоэтектоид гангаар хийсэн эд ангиудыг ашигладаг. Өөр нэг зүйл бол өндөр зэрэглэлийн хайлшийг ашигладаг бөгөөд үүнийг үйлдвэрлэхэд шатах, хэвийн болгох дэвшилтэт технологийг ашигласан. Мөн ферритийн агууламж багатай гипоэтектоид гангийн бүтэц нь нэлээд юмбарилгын бүтэц үйлдвэрлэхэд металл ашиглахыг зөвшөөрдөг. Түүнчлэн, энэ төрлийн гангийн зарим төрлийн хямд өртөг нь ихээхэн хэмнэлт гаргах боломжийг танд олгоно. Заримдаа барилгын материал, ган модулийг үйлдвэрлэхэд хүч чадлыг нэмэгдүүлэх шаардлагагүй боловч элэгдэлд тэсвэртэй, уян хатан байх шаардлагатай. Ийм тохиолдолд гипоэттектоид хайлш хэрэглэх нь зөвтгөгддөг.

Үйлдвэрлэл

Оросын олон аж ахуйн нэгжүүд гипоэттектоид металлын үйлдвэрлэл, бэлтгэл, үйлдвэрлэл эрхэлдэг. Жишээлбэл, Уралын өнгөт металлын үйлдвэр (UZTSM) нь энэ төрлийн хэд хэдэн төрлийн ганг нэгэн зэрэг үйлдвэрлэдэг бөгөөд хэрэглэгчдэд янз бүрийн техникийн болон физик шинж чанаруудыг санал болгодог. Уралын гангийн үйлдвэр нь өндөр чанарын хайлштай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан феррит ган үйлдвэрлэдэг. Нэмж дурдахад халуунд тэсвэртэй, өндөр хром, зэвэрдэггүй металл зэрэг тусгай хайлшийн өөрчлөлтүүд энэ төрөлд байдаг.

Metalloinvest-ийг мөн хамгийн том үйлдвэрлэгчдийн дунд онцолж болно. Энэ компанийн байгууламжид барилгын ажилд ашиглах зориулалттай гипоэттектоид бүтэцтэй бүтцийн ган үйлдвэрлэдэг. Одоогийн байдлаар тус үйлдвэрийн гангийн үйлдвэр нь шинэ стандартын дагуу ажиллаж байгаа бөгөөд энэ нь феррит хайлшийн сул тал болох бат бөх байдлын үзүүлэлтийг сайжруулах боломжийг олгодог. Тодруулбал, тус компанийн технологичид стрессийн эрчмийн хүчин зүйлийг нэмэгдүүлэх, материалын цохилтын бат бэх, ядаргаанд тэсвэртэй байдлыг оновчтой болгохоор ажиллаж байна. Энэ нь бараг бүх нийтийн хайлшийг санал болгох боломжийг бидэнд олгодог.

Дүгнэлт

Үйлдвэрлэлийн болон барилгын металлын техникийн болон ашиглалтын хэд хэдэн шинж чанаруудыг үндсэнд тооцож, байнга сайжруулж байдаг. Гэсэн хэдий ч дизайн, технологийн процесс улам бүр нарийн төвөгтэй болохын хэрээр элементийн суурьт тавигдах шинэ шаардлага гарч ирдэг. Үүнтэй холбогдуулан янз бүрийн гүйцэтгэлийн чанарууд төвлөрч буй гипоэттектоид ган нь тодорхой харагдаж байна. Энэ металлыг ашиглах нь хэд хэдэн хэт өндөр үзүүлэлттэй хэсэг шаардлагатай тохиолдолд биш, харин өөр өөр шинж чанартай тусгай ердийн бус багц шаардлагатай тохиолдолд зөвтгөгддөг. Энэ тохиолдолд метал нь уян хатан байдал, уян хатан чанарыг хамгийн оновчтой цохилтод тэсвэртэй, ихэнх нүүрстөрөгчийн хайлшаас олддог хамгаалалтын үндсэн шинж чанаруудтай хослуулан харуулж байна.