Аустенит зэврэлтэнд тэсвэртэй гангийн фазын найрлага, тэдгээрийн сортууд. Ямар ган нь аустенит, ямар шинж чанартай байдаг. Остенитийн зэвэрдэггүй ган дахь никельийн үүрэг
Манган, никель эсвэл бусад элементийн тодорхой агууламжаас дээш бол γ төлөв нь өрөөний температураас хайлах цэг хүртэл тогтвортой төлөвт оршино. Ийм өндөр хайлштай төмрийн хайлшийг аустенитийн ган гэж нэрлэдэг. Бусад төмрийн хайлшаас ялгаатай нь аустенитийн ган (мөн феррит) нь халааж, хөргөхөд хувирдаггүй. Тиймээс аустенитийн ганг хатууруулахын тулд дулааны боловсруулалт хийдэггүй.
Хүйтэнд тэсвэртэй аустенитийн ган нь мөн багтана хром-манганы ган(никелийг бүрэн буюу хэсэгчлэн марганецаар сольсон аустенитийн ган); тогтвортой аустенит хром никель манганы ган нь азотын(хром, никель, мангантай нэгэн зэрэг хайлуулсан аустенитийн ган) ба хувирамтгай аустенит ган.
Лит.:
Аустенитик халуунд тэсвэртэй ган нь хөдөлгүүрийн хавхлага, хийн турбины ир болон тийрэлтэт хөдөлгүүрийн бусад "халуун" хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг - голчлон 600-700 ° C температурт ажилладаг.
Бүх аустенитийн халуунд тэсвэртэй ган нь их хэмжээний хром, никель, түүнчлэн бусад элементүүдийн нэмэлтийг агуулдаг.
Аустенитийн халуунд тэсвэртэй ган нь хэд хэдэн нийтлэг шинж чанартай байдаг - өндөр дулаан эсэргүүцэл ба масштабын эсэргүүцэл, өндөр уян хатан чанар, сайн гагнах чадвар, шугаман тэлэлтийн том коэффициент. Гэсэн хэдий ч перлит ба мартенсит гантай харьцуулахад тэдгээр нь технологийн хувьд бага хөгжсөн байдаг: эдгээр хайлшийг даралтын аргаар боловсруулах, огтлох нь хэцүү байдаг; гагнасан давхаргын хэврэг байдал нэмэгдсэн; хэт халалтын үр дүнд олж авсан бүдүүн ширхэгтэй бүтцийг дулааны боловсруулалтаар засах боломжгүй, учир нь эдгээр ганд фазын дахин талстжилт байхгүй. 550-600 ° C температурт эдгээр ган нь үр тарианы хилийн дагуу янз бүрийн фазын хур тунадасны улмаас хэврэг болдог.
Аустенитийн ганг хоёр бүлэгт хувааж болно.
1) дулааны боловсруулалтаар хатуураагүй, тухайлбал, хур тунадасны хатууралд өртөмтгий биш (бид тэдгээрийг нэг төрлийн гэж нэрлэх болно, гэхдээ үнэндээ хоёр дахь үе шатыг агуулдаг боловч хөгшрөлтийн хүчтэй нөлөө үзүүлэхгүй хэмжээгээр):
2) дулааны боловсруулалтаар хатууруулж, бөхөөх + хатуурсны дараа хэрэглэнэ. Карбид, карбонитрид эсвэл металл хоорондын фазын хур тунадасны улмаас хатуурал үүсдэг. Хөгшрөх чадвар нь уусах чадварын хязгаараас хэтэрсэн хэмжээгээр тодорхой элементүүд (хром, никельээс бусад) агуулагддагтай холбоотой юм.
Хром ба никель нь эдгээр гангийн гол хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эхнийх нь масштабын эсэргүүцлийг тодорхойлдог бөгөөд никель нь аустенитийн тогтвортой байдлыг тодорхойлдог. Никелийн дутагдалтай үед α-фазын хэсэгчилсэн үүсэх боломжтой бөгөөд энэ нь дулааны эсэргүүцлийг улам дордуулдаг.
Хамгийн чухал аустенитийн халуунд тэсвэртэй гангийн найрлагыг хүснэгтэд үзүүлэв. 67. Эхний (нэг төрлийн) бүлгийн ганг халуунд тэсвэртэй, зэвэрдэггүй ган болгон ашигладаг тул дараагийн бүлэгт илүү дэлгэрэнгүй авч үзэх болно, гэхдээ энд бид тэдгээрийн масштабын эсэргүүцэл ба халуунд тэсвэртэй байдлын талаархи мэдээллээр хязгаарлагдах болно. (68, 69-р хүснэгтийг үзнэ үү).
Ашиглалтын температурт (500-700 ° C) удаан хугацаагаар өртөх нь үр тарианы хилийн дагуу илүүдэл фазын хур тунадас (Зураг 336) болон интерметалл төрөл болох үе шат (сигматизаци) үүссэний улмаас ганг хэврэгшүүлдэг. Эдгээр өөрчлөлтүүд маш удаан явагддаг.
Хоёр дахь бүлгийн ган нь эхнийхээс ялгаатай нь тогтворгүй бөгөөд хатуу уусмалын задралын улмаас хатуурах хандлагатай байдаг (энэ тохиолдолд зуурамтгай чанар буурдаг).
Эдгээр гангийн дулааны боловсруулалт нь усанд 1050-1100 хэмд бөхөөх, 600-750 хэмд хөгшрүүлэхээс бүрдэнэ. Энэ аашлах - хөгшрөлтийн улмаас хатуулаг нэмэгддэг
Хүснэгт 67. (скан харна уу) Аустенитийн халуунд тэсвэртэй гангийн найрлага (ГОСТ 5632-72),%
Цагаан будаа. 336. Аустенитийн халуунд тэсвэртэй гангийн бичил бүтэц, a - хатуурсны дараа; b - 650 ° C-д хөгшрөлтийн дараа
дисперсийн хатуурал: хөгшрөлтийн үеийн илүүдэл үеийг голчлон үр тарианы хилийн дагуу хуваарилдаг (336-р зургийг үз).
Мэдээжийн хэрэг, ийм дулааны боловсруулалтын зорилго нь дулааны эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх явдал юм; хоёрдугаар бүлгийн аустенитийн ган нь халуунд тэсвэртэй байдаг
нэг төрлийн аустенитийн гангаас өндөр, хоёр дахь үе шатны нарийн тархалтаас шалтгаалан, гэхдээ энэ нь зөвхөн богино хугацааны үйлчилгээний давуу тал юм; урт хугацааны ашиглалтын үед илүүдэл хатуурлын үе шат нь өтгөрдөг, дараа нь нэгэн төрлийн хайлш нь халуунд тэсвэртэй байдлын хувьд хур тунадасны хатуурлаас давж чаддаг.
Үүнийг Хүснэгтэд өгсөн өгөгдлүүдийн харьцуулалтаас харж болно. 68 ба 69.
Хүснэгт 68. (Скан харна уу) Зарим аустенитийн гангийн шинж чанар (нэг төрлийн)
Хүснэгт 69
Өргөн хэрэглээний эдгээр гангаас гадна илүү нарийхан хэрэглээний аустенит халуунд тэсвэртэй ган байдаг: өндөр масштабын эсэргүүцэлтэй цутгамал хэсгүүдэд (зуухны хэсгүүд, жишээлбэл, ретортууд), халаалтанд өртдөг бүрээсийн хуудас материал гэх мэт.
Эдгээр халуунд тэсвэртэй, масштабтай тэсвэртэй хайлшуудын зарим найрлагыг тэдгээрийн масштабын эсэргүүцлийг харуулсан найрлагыг хүснэгтэд үзүүлэв. 62.
- эдгээр нь зэврэлтэнд тэсвэртэй хром-никель аустенитийн ган бөгөөд дэлхийн практикт 18-10 төрлийн ган гэгддэг. Энэ нэр нь тэдэнд 18% хром, 10% никель гэсэн нэрлэсэн агууламжийг өгдөг.
ГОСТ 5632-72 дахь хром-никель аустенитийн ган
ГОСТ 5632-72-д хром-никель аустенитийн ганг 12X18H9T, 08X18H10T, 12X18H10T, 12X18H9, 17X18H9, 08X18H10, 011H зэрэглэлээр төлөөлдөг.
Аустенитийн зэвэрдэггүй ган дахь хромын үүрэг
Хром бол 18-10 төрлийн ганг зэврэлтэнд тэсвэртэй болгодог гол элемент юм. Энэ нь гангийн идэвхгүй байдлыг хангадаг явдал юм. Ган дахь 18% хром агуулагдаж байгаа нь түүнийг олон исэлдүүлэгч орчинд, түүний дотор азотын хүчил, концентраци болон температурын аль алинд нь тогтвортой болгодог.
Остенитийн зэвэрдэггүй ган дахь никельийн үүрэг
9-12% -ийн хэмжээтэй никельтэй хайлш хийснээр ган нь аустенитийн ангилалд шилждэг. Энэ нь ган нь өндөр бүтээмжтэй, ялангуяа уян хатан чанар нэмэгдэж, үр тариа ургах хандлага буурч, үйлчилгээний өвөрмөц шинж чанартай байдаг. 18-10 төрлийн ган нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй, криоген материал болгон өргөн хэрэглэгддэг.
Аустенит зэвэрдэггүй ган дахь фазын өөрчлөлтүүд
Хром-никель аустенитийн ганд дараах фазын өөрчлөлтүүд тохиолдож болно.
- 450-900 ºС-ийн хүрээнд халаах үед карбидын илүүдэл фаз ба σ-фазын хур тунадас;
- өндөр температурт халаах үед аустенитийн суурь дахь δ-феррит үүсэх;
- хүйтэн хуванцар хэв гажилт эсвэл өрөөний температураас доош хөргөх үед мартенсит хэлбэрийн α-фаз үүсэх.
Аустенитийн зэвэрдэггүй ган дахь мөхлөг хоорондын зэврэлт
Ган нь мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд өртөх хандлага нь карбидын фазын хур тунадасны үр дүнд илэрдэг. Тиймээс гангийн зэврэлтийн шинж чанарыг үнэлэхэд хамгийн чухал хүчин зүйл бол түүний доторх карбид үүсэх термокинетик үзүүлэлт юм.
18-10 төрлийн хатуурсан гангийн мөхлөг хоорондын зэврэлт үүсэх хандлага нь үндсэндээ хатуу уусмал дахь нүүрстөрөгчийн агууламжаар тодорхойлогддог. Нүүрстөрөгчийн агууламжийг нэмэгдүүлэх нь гангийн мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд өртөх температурын хүрээг өргөжүүлдэг.
18-10 төрлийн ган нь 750-800 ºС хэмд байх үед мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд өртөмтгий болдог.
- нүүрстөрөгчийн агууламж 0.084% - аль хэдийн 1 минутын дотор;
- нүүрстөрөгчийн агууламж 0.054% - 10 минутын дотор;
- нүүрстөрөгчийн агууламж 0.021 5 - 100 минутын дараа.
Нүүрстөрөгчийн агууламж буурах тусам температур нэгэн зэрэг буурдаг бөгөөд энэ нь мөхлөг хоорондын зэврэлт эхлэхээс өмнө изотермийг хадгалах хамгийн бага хугацаатай тохирч байна.
Аустенит зэвэрдэггүй ганг гагнах
Хангалттай зузаан хэсгүүдийг гагнах боломжийг олгодог мөхлөг хоорондын зэврэлтээс хамгаалах гангийн эсэргүүцлийн шаардлагатай түвшинг 18-10 төрлийн ган дахь нүүрстөрөгчийн агууламж 0.03% -иас ихгүй хэмжээгээр хангана.
500-600 ºС-д мөхлөг хоорондын зэврэлт
Титан ба ниобийтэй ган тогтворжуулах
Карбид үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг 18-10 төрлийн хром-никель ганд титан, ниобийг нэвтрүүлснээр карбидын фазын хур тунадас үүсэх нөхцөл өөрчлөгддөг. 450-700 ºС-ийн харьцангуй бага температурт Cr 23 C 6 төрлийн карбидууд ихэвчлэн тунадасждаг бөгөөд энэ нь мөхлөг хоорондын зэврэлт үүсэх хандлагатай байдаг. 700 ºС-ээс дээш температурт TiC эсвэл NbC төрлийн тусгай карбидууд ихэвчлэн тунадасждаг. Зөвхөн тусгай карбидыг тусгаарлах үед мөхлөг хоорондын зэврэлт үүсэх хандлага байхгүй.
Аустенитийн зэвэрдэггүй ган дахь азот
Азот нь нүүрстөрөгчийн нэгэн адил аустенитэд уусах чадвартай байдаг. Азот нь хөргөлт, изотермийн нөлөөлөлд өртөх үед бие даасан нитридын фазуудыг үүсгэж эсвэл карбидын найрлагад орж, нүүрстөрөгчийг орлуулж болно. Хром-никель аустенитийн гангийн мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд үзүүлэх азотын нөлөө нь нүүрстөрөгчөөс хамаагүй сул бөгөөд түүний агууламж 0.10-0.15% -иас их байвал л гарч эхэлдэг. Үүний зэрэгцээ азотыг нэвтрүүлэх нь хром-никель аустенитийн гангийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс практикт эдгээр ганд азотын бага хэмжээний нэмэлтийг ашигладаг.
Хромын агууламжийн нөлөө
Хромын концентраци нэмэгдэхийн хэрээр хром-никель аустенит дэх нүүрстөрөгчийн уусах чадвар буурч, түүний доторх карбидын фазыг салгахад тусалдаг. Энэ нь ялангуяа гангийн нөлөөллийн бат бөх чанар буурч, хромын агууламж нэмэгдэж байгаа нь үр тарианы хилийн дагуу карбидын сүлжээ үүсэхтэй холбоотой юм.
Үүний зэрэгцээ аустенит дэх хромын агууламж нэмэгдэх нь гангийн мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд өртөх хандлага мэдэгдэхүйц буурахад хүргэдэг. Үүнийг хром нь гангийн зэврэлтээс хамгаалах чадварыг ихээхэн нэмэгдүүлдэгтэй холбон тайлбарлаж байна. Ган дахь хромын өндөр концентраци нь карбидын үр тарианы хил хязгаарыг бага хэмжээгээр бууруулдаг.
Никелийн агууламжийн нөлөө
Никель нь аустенит дэх нүүрстөрөгчийн уусах чадварыг бууруулж, улмаар гангийн хатуурлыг бууруулж, мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд өртөмтгий байдлыг нэмэгдүүлдэг.
Хайлшийн элементүүдийн гангийн бүтцэд үзүүлэх нөлөө
Өндөр температурт халаах үед хром-никель аустенитийн гангийн бүтцэд хайлш ба хольцын элементүүдийн нөлөөллийн шинж чанараас хамааран тэдгээрийг хоёр бүлэгт хуваадаг.
1) феррит үүсгэдэг элементүүд: хром, титан, ниобий, цахиур;
2) аустенит үүсгэгч элементүүд: никель, нүүрстөрөгч, азот.
Хром молибдений аустенитийн ган дахь дельта феррит
18-10 төрлийн аустенит хром-никель гангийн бүтцэд дельта феррит байгаа нь халуун хуванцар хэв гажилт - гулсмал, цоолох, хуурамчаар үйлдэх, тамгалах үед үйлдвэрлэх чадварт сөргөөр нөлөөлдөг.
Ган дахь ферритийн хэмжээг түүний доторх хром ба никелийн харьцаа, түүнчлэн технологийн аргаар хатуу хязгаарладаг. Kh18N9T төрлийн гангийн бүлэг нь дельта феррит үүсэхэд хамгийн өртөмтгий байдаг (мөн үзнэ үү). Эдгээр ганг 1200 ºС хүртэл халаахад бүтэц нь 40-45% хүртэл дельта-феррит агуулж болно. Хамгийн тогтвортой нь Kh18N11 ба Kh18N12 төрлийн ган бөгөөд өндөр температурт халаахад бараг цэвэр аустенитийн бүтцийг хадгалдаг.
Хром-никель аустенитийн ган дахь мартенсит
Kh18N10 төрлийн ган дахь зэрэглэлийн найрлагад хром, никель, нүүрстөрөгч, азот нь хөргөлт эсвэл хуванцар деформациас үүдэлтэй мартенситийн хувирлын температурыг бууруулахад хувь нэмэр оруулдаг.
Титан ба ниобигийн нөлөө хоёр талтай. Хатуу уусмалд агуулагдах хоёр элемент нь аустенитийн мартенсит хувиралд эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Хэрэв титан ба ниоби нь карбонитридуудтай холбогддог бол мартенситийн хувирлын температурыг бага зэрэг нэмэгдүүлэх боломжтой. Учир нь энэ тохиолдолд аустенит нь нүүрстөрөгч, азотоор шавхагдаж, тогтворгүй болдог. Нүүрстөрөгч ба азот нь хүчтэй аустенит тогтворжуулагч юм.
Хром-никель аустенитийн гангийн дулааны боловсруулалт
Хром-никель аустенитийн гангийн хувьд хоёр төрлийн дулааны боловсруулалт хийх боломжтой.
- хатууруулах ба
- тогтворжуулах .
Тогтворгүй ган, титан эсвэл ниобиар тогтворжуулсан гангийн хувьд дулааны боловсруулалтын параметрүүд өөр байна.
Хатууруулах нь мөхлөг хоорондын зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэх үр дүнтэй арга бөгөөд гангийн механик болон зэврэлтийн шинж чанарыг оновчтой хослуулах явдал юм.
Хатуу ганг тогтворжуулах нь хромын карбидыг хувиргадаг.
- тогтворгүй гангийн хувьд мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд аюултай биш төлөвт;
- тогтворжсон гангийн тусгай карбид болгон .
Аустенитийн хром-никель ганг хатууруулах
Титан ба ниобийн нэмэлтгүй гангийн хувьд бөхөөх гэж хромын карбидын уусалтын температураас дээш халааж, хангалттай хурдан хөргөж, нэгэн төрлийн гамма уусмалыг тогтооно гэж ойлгодог. Бөхөөх халаалтын температур нь нүүрстөрөгчийн агууламж нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Тиймээс нүүрстөрөгч багатай ган нь өндөр нүүрстөрөгчийн гангаас бага температурт хатуурдаг. Ерөнхийдөө халаалтын температурын хүрээ 900-1100 ºС байна.
Ганыг бөхөөх температурт барих хугацаа нь нэлээд богино байдаг. Жишээлбэл, хуудасны материалын хувьд 1000-1050 ºС хүртэл халах үед нийт халаах хугацаа ба хадгалах хугацааг ихэвчлэн 1 мм зузаан тутамд 1-3 минутын хурдаар сонгоно.
Бөхөөх температураас хөргөх нь хурдан байх ёстой. 0.03% -иас дээш нүүрстөрөгчийн агууламжтай тогтворгүй гангийн хувьд усан дахь хөргөлтийг ашигладаг. Нүүрстөрөгчийн агууламж багатай, бүтээгдэхүүний жижиг хөндлөн огтлолтой ганг агаарт хөргөнө.
Аустенитийн хром-никель ганг тогтворжуулах
Тогтворжоогүй гангийн хувьд хатууруулах халаалтын температур ба мөхлөг хоорондын зэврэлт үүсэх хамгийн их температурын хоорондох температурын хязгаарт зөөлрүүлэх ажлыг гүйцэтгэдэг. Энэ интервалын утга нь үндсэндээ ган дахь хромын агууламжаас хамаардаг бөгөөд түүний агууламж нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.
Тогтворжсон гангийн хувьд нүүрстөрөгчийг хромын карбидаас тусгай титан ба ниоби карбид руу шилжүүлэхийн тулд зөөлрүүлэх ажлыг гүйцэтгэдэг. Энэ тохиолдолд суллагдсан хромыг гангийн зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг. Хатаах температур нь ихэвчлэн 850-950 ºС байдаг.
Остенитийн хром-никель гангийн хүчилд тэсвэртэй байдал
Идэвхгүй болгох чадвар нь хром-никель аустенитийн ганг азотын хүчилд хангалттай өндөр эсэргүүцэлтэй болгодог. 12Kh18N10T, 12Kh18N12B ба 02Kh18N11 ган нь эсэргүүцлийн эхний цэгтэй:
- 85 ºС хүртэл температурт 65% азотын хүчил;
- 65 ºС хүртэл температурт 80% азотын хүчилд;
- 65 ºС хүртэл температурт 100% хүхрийн хүчил;
- азот ба хүхрийн хүчлийн холимогт: (25% + 70%) ба 10% + 60%) 70 ºС хүртэл температурт;
- 100 ºС-ийн 40% фосфорын хүчилд.
Аустенитик хром-никель ган нь органик хүчлийн уусмал - цууны, нимбэгийн болон формацын уусмал, түүнчлэн KOH, NaOH шүлтлэгт тэсвэртэй байдаг.
Мэргэжилтнүүдийн тооцоолсноор жилийн туршид янз бүрийн салбарт зэврэлтээс болж металлын алдагдал Орос улсад үйлдвэрлэсэн цувисан металлын 30 хүртэлх хувийг эзэлж байна. Ийм алдагдал нь дамжуулах хоолойн эд анги, гаднах металл байгууламжийн хувьд ялангуяа өндөр байдаг. Ган эд ангиудыг зэврэлтээс хамгаалах, будах эсвэл гадаргуугийн хамгаалалтын бүрээсийг түрхэх нь үргэлж үр дүнтэй байдаггүй. Тийм ч учраас тусгай зэвэрдэггүй гангийн эрэлт үргэлж тогтвортой байдаг.
Зэвэрдэггүй гангийн төрөл ба ангилал
Бүх төрлийн зэвэрдэггүй гангийн онцлог шинж чанар - тэдгээрийн химийн найрлагад хромын ихээхэн хувийг эзэлдэг. Харгалзан үзэж буй гангийн ангилалд тавигдах тусгай шаардлагыг нэгэн зэрэг хэд хэдэн стандартаар тогтоодог.
Үүнээс гадна зэвэрдэггүй ган нь хэд хэдэн үйлдвэрлэлийн стандарт, техникийн үзүүлэлтүүдийн дагуу үйлдвэрлэгддэг.
Боловсруулах чадвар
Үйлдвэрлэсэн бараг бүх цувисан металл дараа нь хуванцар хэв гажилтанд өртдөг тул зэвэрдэггүй ганг бүтцийн дагуу ангилах нь хамгийн бодитой гэж тооцогддог.
Зэвэрдэггүй ган байдаг:
- мартенситын ангилал, ялгаатай шинж чанар нь нүүрстөрөгчийн агууламж 0.15 ... 0.45%;
- Мартенсит-ферритийн ангилал 0.15% -иас ихгүй хэмжээгээр нүүрстөрөгч агуулсан;
- ферритийн зэрэг, нүүрстөрөгчийн агууламж 0.1 ... 0.15% -иас ихгүй, түүний найрлагад никель байхгүй;
- Аустенитийн зэрэг(тэдгээр нь эргээд хэд хэдэн дэд ангилалтай байдаг) өвөрмөц онцлог нь хайлшийн элементүүдийн агууламж нэмэгдсэн гэж үздэг. Ялангуяа вольфрам, молибденийг ийм ган, заримдаа титан, хөнгөн цагаанд нэмж оруулдаг.
Төрөл бүрийн бүтэц нь зэвэрдэггүй ган боловсруулахад тавигдах өөр өөр шаардлага, тэдгээрээс хийсэн эд ангиудын шинж чанарыг урьдчилан тодорхойлдог.
феррит ган
Энэ төрлийн зэвэрдэггүй ган 08X13, 08X13T1, 10X13SYu гэх мэт. Онцлог шинж чанарийм ган - мэдэгдэхүйц харьцангуй бага температурт аль хэдийн хүч чадлын шинж чанар алдагдах(300…400 0 С хүртэл). Энэ нь хэв гажилтыг хөнгөвчилдөг, учир нь олон тохиолдолд тамга даралтыг хүйтэн эсвэл хагас халуун нөхцөлд хийж болно. Энэ тохиолдолд харьцангуй бага хүчин чармайлт, эрчим хүчний зарцуулалтаар нэлээн төвөгтэй тохиргоотой хуурамч, дардас авах боломжтой.
Ялангуяа никелийн агууламж багатай зэвэрдэггүй ган, жишээлбэл 12X13 зэрэг нь маш сайн хэв гажилттай байдаг. Зүсэх үед тэдгээр нь цэвэр зүсэлт үүсгэдэг бөгөөд ажлын хэрэгсэлд наалддаггүй. Гэсэн хэдий ч ийм гангийн хуудас хуурамчаар үйлдэх нь зөвхөн хатуурсан төлөвт л амьдрах боломжтой, учир нь их хэмжээний деформацийн үед тэдгээр нь хатуурч, жишээлбэл, харилцан үйлчлэлгүйгээр бэхлэхгүйгээр зурах явцад устаж болно. Феррит зэрэглэлийн зэвэрдэггүй ган нь гурван хэмжээст профиль - утас эсвэл саваагаар сайн боловсруулагддаг.
Феррит зэрэглэлийн зэвэрдэггүй гангаар хийсэн өндөр чанартай эцсийн бүтээгдэхүүнийг хангахын тулд дараахь дүрмийг баримтална: нүүрстөрөгчийн хувь хэмжээ нэмэгдэх тусам хромын хувь пропорциональ буурах ёстой. Ийм нөхцөлд авч үзэж буй бүлгийн гангийн боловсруулалт нь ихэвчлэн асуудал үүсгэдэггүй.
Мартенсит-феррит ангиллын ган
Энэ бүлэгт зэвэрдэггүй ган зэрэг орно 12X13, 14X17H2, 15X12VNMF гэх мэт.Эдгээр нь нүүрстөрөгчийн агууламж нэмэгдэж, улмаар ерөнхий хэлбэржилтийн бууралтаар тодорхойлогддог. Ийм ган 500 0 С хүртэл хүч чадлаа хадгалах чадвартайҮүнээс гадна цувисан бүтээгдэхүүний хүйтэн хуванцар хэв гажилт нь зөвхөн энгийн хэлбэрийн хэсгүүдэд амжилттай байдаг. Тухайн төрлийн гангаар хийсэн хуудас материал хүйтэн нөхцөлд тэдгээр нь огтлох, цоолоход хангалттай байдаг. Нэг цагт гулзайлгах, хэлбэржүүлэх, зурахын тулд анхны ажлын хэсгүүдийг халаах шаардлагатай болно. Энэ нь тэдний чанарыг алдагдуулахгүй, харин үйлдвэрлэлийн өртөгийг нэмэгдүүлдэг.
Мартенсит-феррит ангиллын зэвэрдэггүй ган боловсруулах технологийн нэг онцлог шинж чанар нь дардас эсвэл боловсруулах явцад үрэлтийг багасгах хэрэгцээ юм. Асуудлыг нэмэлт үйлдлүүдийг нэвтрүүлэх замаар шийддэг бөгөөд энэ нь анхны ажлын хэсгүүдийн гадаргуу дээр тусгай бүрээсийг түрхэх бөгөөд энэ нь нарийн төвөгтэй хэлбэрийн үед үрэлтийн коэффициентийг бууруулдаг. Хамгийн үр дүнтэй оксаци– оксалийн хүчлийн давс бүхий гадаргууг бүрэх. Ийм бүрээсийг эзэлхүүнтэй тамгалах технологид ихэвчлэн ашигладаг.
Мартенсит ган
Энэ бүлгийн гангийн ердийн төлөөлөгчид нь 20X12VNMF, 25X13H2, 40X9S2. Тэдгээрийн хромын агууламж 13 ... 14% хүрдэг., юу цувисан бүтээгдэхүүний дараагийн ажиллах чадварт сөргөөр нөлөөлдөг, хуудас болон профиль хоёулаа. Мартенсит зэрэглэлийн зэвэрдэггүй ган нь 800 0 С-ээс багагүй температурт 750…850 0 С хүртэл халаахад л технологид шаардагдах тамгалах шинж чанарыг олж авдаг.
Ийм ганг урьдчилан шарах нь дараагийн тамга хийх зууханд халаах хугацааг багасгадаг тул (металлын гадаргуугийн чанарыг муутгахгүйгээр) хатуураагүй төлөвт өнхрөхийг ихэвчлэн боловсруулахад зөвшөөрдөг. Өсөххувь никельтэнд хэвэнд ороход эерэг нөлөө үзүүлдэг, a нэмэгдүүлэххувь цахиур - үүнийг бууруулдаг.
Энэ ангиллын ган нь үйлдвэрлэл, барилгад хамгийн өргөн хэрэглэгддэг.
Ялангуяа хангалттай гагнуурын чадвар нь том дамжуулах хоолой тавихад зэвэрдэггүй мартенсит гангаар хийсэн эд ангиудыг ашиглах боломжийг олгодог. Үүний зэрэгцээ хангалттай хүч чадлын үзүүлэлтүүд нь эцсийн бүтээгдэхүүнийг гадны ачаалал ихтэй (ялангуяа чичиргээ байгаа тохиолдолд) сайн эдэлгээтэй болгодог.
Аустенитийн ган
Эдгээрт аустенит орно (08X17H13M2T, 20X25H20S2, 45X14H14V2M гэх мэт), аустенит-феррит (12X21H5T, 20X20H14S2 гэх мэт), түүнчлэн аустенит-мартенсит (09X15N8YU, 20X13N4G9 гэх мэт)болох.
Хайлшлах элементийн агууламж ихтэй тул ийм гангийн боловсруулалтыг зөвхөн халуун төлөвт явуулдаг. Өндөр температурт ч хадгалагддаг өндөр бат бэхээс гадна эдгээр ган нь дараахь байдлаар ялгагдана.
- Фазын дахин талстжих процесс байхгүй, уян хатан чанарт эерэг нөлөө үзүүлдэг;
- Дулаан дамжуулалт бага, энэ нь бэлдэцийг халаах технологид тавигдах шаардлагыг нэмэгдүүлдэг;
- Нэг төрлийн бус бүтэц байгаа эсэх, энэ нь ихээхэн ялгаатай шинж чанартай байдаг;
- Халах үед үр тариа ургах хандлагатай, энэ нь уян хатан байдалд сөргөөр нөлөөлдөг:
- шаардаж байна халаалтын горимыг нарийн дагаж мөрдөх(50 0 С-ээс дээш температурын хазайлтыг зөвшөөрөхгүй).
Урьдчилан хуурамчаар үйлдэхийн өмнө хоосон зайг макро бүтцийн хяналтанд оруулдаг бөгөөд энэ үед бүтцийн боломжит согог (металл бус хольц, азотоор дүүрсэн хоосон зай, аустенитын уусмал дахь хэврэг бүрэлдэхүүн хэсгүүд байгаа эсэх гэх мэт) тогтоогддог. Тиймээс аустенит зэвэрдэггүй ганг ихэвчлэн цахилгаан шаарыг дахин хайлуулах технологийг ашиглан үйлдвэрлэдэг.
Ийм гангийн халуун даралтын боловсруулалтыг 1050 ... 1250 0 С температурт гүйцэтгэдэг (нүүрстөрөгч ба хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувь хэмжээ нэмэгдэх тусам температур нэмэгддэг). 30 ... 50% -иас хэтрэхгүй байх ёстой нэг хуурамчаар хийсэн хэв гажилтын зэрэглэлийн хязгаарлагдмал утгыг анхаарч үзэх хэрэгтэй.
Хэрэглээний оновчтой чиглэл, эсэргүүцлийг турших арга
Ийм гангийн зэрэглэлийг зөв сонгохын тулд та мэдэх хэрэгтэй тухайн зүйлийг ашиглах нөхцөлтүүнээс хийсэн. Ялангуяа сонголтыг урьдчилан тодорхойлсон:
- Байнгын бэлэн байдал идэмхий орчин- 200 0 С ба түүнээс дээш өндөр температурт ус, давсны уусмал, усны уур гэх мэт.
- цахилгаан химийн зэврэлттөөрсөн урсгалаас үүдэлтэй.
- Бэлэн байдал ээлжлэн ачаалалбүтээгдэхүүнийг ашиглах үед.
- -тай холбоо баринаариутгасан, хүнсний чанартай эсвэл химийн цэвэр бодисууд.
Дээр дурдсан бүх шаардлагыг чангатгаснаар хром, титан, молибден, никель ихэссэн зэвэрдэггүй ганг илүүд үздэг. Энэ тохиолдолд хром нь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдалд шууд нөлөөлдөг. Молибден, ванади, никель нь бүтээгдэхүүний механик бат бөх чанарыг хангадаг бол титан, хөнгөн цагаан нь металл бүтцийн жинг бууруулдаг.
Урт хугацааны ашиглалтын явцад зэвэрдэггүй гангаар хийсэн бүх бүтээгдэхүүнийг үе үе үл эвдэх туршилтанд хамруулдаг. Үүний явцад гадаргуугийн зэврэлтийн цэгийн цэгүүд байгаа эсэхийг тогтоож, цахилгаан эсэргүүцлийн өөрчлөлт нь мөхлөг хоорондын ба/эсвэл мөхлөг хоорондын зэврэлт эхэлснийг илтгэнэ.
Одоо байгаа аустенит өндөр хайлштай ган ба хайлш нь үндсэн хайлшлах элементүүд болох хром, никель, хайлшийн суурийн найрлагаар ялгагдана. Өндөр хайлштай аустенитийн ган нь янз бүрийн элементүүдтэй 55% хүртэл хайлштай төмрийн үндсэн дээр хайлш хийгдсэн хайлш бөгөөд үүнд гол хайлшлагч элементүүд болох хром ба никель нь ихэвчлэн 15 ба 7% -иас ихгүй байдаг. Аустенитийн хайлш нь никель, төмрийн харьцаа 65% -иас дээш, никель, төмрийн харьцаа 1:1.5, никель 55% -иас багагүй никель хайлш орно.
Аустенитийн ган ба хайлшийг ангилдаг
- допингийн системийн дагуу
- бүтцийн анги,
- шинж чанарууд
- болон албан ёсны зорилго.
Өндөр хайлштай ган, хайлш нь химийн, газрын тос, эрчим хүчний инженерчлэл болон бусад үйлдвэрүүдэд өргөн температурын хязгаарт ажилладаг бүтэц үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг хамгийн чухал материал юм. Бага температурт өндөр механик шинж чанартай байдаг тул өндөр хайлштай ган, хайлшийг зарим тохиолдолд хүйтэнд тэсвэртэй болгон ашигладаг. Хайлшлах элементүүдийг зохих ёсоор сонгох нь эдгээр ган, хайлшийн шинж чанар, үйлчилгээний үндсэн зорилгыг тодорхойлдог (Хүснэгт 1 - 3).
Зэврэлтэнд тэсвэртэй гангийн онцлог ялгаа нь нүүрстөрөгчийн агууламж багассан (0.12% -иас ихгүй) юм. Тохиромжтой хайлш, дулааны боловсруулалт хийснээр ган нь хийн орчин, хүчил, шүлтийн усан уусмал, шингэн металлын орчинд аль алинд нь 20 хэмд зэврэлтэнд тэсвэртэй, өндөр температуртай байдаг.
Халуунд тэсвэртэй ган ба хайлш нь өндөр температурт өндөр механик шинж чанартай, удаан хугацааны туршид халаах үед ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай байдаг. Эдгээр шинж чанарыг өгөхийн тулд ган, хайлшийг хатууруулах элементүүд - молибден, вольфрам (тус бүр 7% хүртэл) -ээр хайлуулдаг. Бор нь зарим ган болон хайлшуудад агуулагддаг чухал хайлшийн нэмэлт бөгөөд үр тарианы боловсронгуй байдлыг дэмждэг.
Халуунд тэсвэртэй ган ба хайлш нь 1100 - 1150 ° C хүртэл температурт хийн орчинд гадаргууг химийн аргаар устгахад тэсвэртэй байдаг. Ихэвчлэн тэдгээрийг бага ачаалалтай хэсгүүдэд (халаалтын элементүүд, зуухны холбох хэрэгсэл, хийн хоолойн систем гэх мэт) ашигладаг. Эдгээр ган ба хайлшийн өндөр масштабын эсэргүүцэл нь хөнгөн цагаан (2.5% хүртэл) ба цахиуртай хайлшлах замаар олж авдаг бөгөөд энэ нь металыг хийн орчинтой харьцахаас хамгаалдаг эд ангиудын гадаргуу дээр хүчтэй, нягт исэл үүсгэхэд хувь нэмэр оруулдаг.
Хайлшлах системийн дагуу аустенитийн ган нь хром-никель ба хром-манган гэсэн хоёр үндсэн төрөлд хуваагддаг. Мөн хром-никель-молибден, хром-никель-манганы ган байдаг.
Агаарт хөргөх замаар олж авсан үндсэн бүтцээс хамааран аустенитийн гангийн дараах ангиллыг ялгадаг: аустенит-мартенсит, аустенит-феррит, аустенит.
Төмөр-никель (30% -иас дээш никелийн агууламжтай) ба никель суурь дээрх хайлш нь тогтвортой аустенит шинж чанартай бөгөөд агаарт хөргөхөд бүтцийн өөрчлөлтгүй байдаг. Одоогийн байдлаар аустенит-борид Kh15N15M2BR1 (EP380), Kh25N20S2R1 (EP532), KhN77SR1 (EP615) болон өндөр хромын аустенит KhN35VYu (EP568), KhN50 (EP668) нь үндсэн бүтэцтэй хромусит, хромусит, хромусит агуулсан никель фазуудыг мөн тус тус ашигладаг.
Тохиромжтой дулааны боловсруулалт хийсний дараа өндөр хайлштай ган, хайлш нь өндөр бат бэх, хуванцар шинж чанартай байдаг (Хүснэгт 4). Нүүрстөрөгчийн гангаас ялгаатай нь эдгээр ган нь хатуурах явцад нэмэгдсэн хуванцар шинж чанарыг олж авдаг. Өндөр хайлштай гангийн бүтэц нь олон янз бөгөөд тэдгээрийн найрлагаас гадна дулааны боловсруулалтын горим, хуванцар деформацийн зэрэг болон бусад хүчин зүйлээс хамаардаг.
Төрийн диаграмм дээрх фазын бүсүүдийн байрлалыг голчлон төмөр-хром-никель эсвэл төмөр-хром-манганы системийн псевдобинар хэсгүүдийн хэлбэрээр тодорхойлдог (Зураг 1). Төмөр-хром-никелийн хайлш нь хатуурсны дараа шууд төрлийн хатуу уусмалтай байдаг α болон γ холимог хатуу уусмалын гетероген муж α + γ . Аустенитийн тогтвортой байдал нь найрлагын хилийн ойролцоо байхаар тодорхойлогддог α - ба γ - талбайнууд. Тогтворгүй байдал нь дунд зэргийн температурт халааж, дараа нь хөргөх үед хурдан хөргөлтөөр тогтоогдсон аустенитийн бүтэц хэсэгчлэн мартенсит болж хувирах үед илэрдэг. Эдгээр хайлш дахь никелийн агууламж нэмэгдэх нь температур буурахад хувь нэмэр оруулдаг γ → α (M) -хувиргалтууд (Зураг 2).
Цагаан будаа. Зураг 1. Төмөр-хром-никель (a) ба төмөр-хром-манганы (b) фазын диаграммын босоо хэсгүүд.
Цагаан будаа. 2. Хайлшаас хамаарч төмөр-хром-никель хайлшийн мартенсит хувирах температурын өөрчлөлт.
Тогтворгүй байдал нь хүйтэн хэв гажилтын үед илэрдэг бөгөөд 18-8 төрлийн ган нь деформацийн зэргээс хамаарч соронзон болон механик шинж чанараа өөрчилдөг (Зураг 3). Түүнчлэн, аустенитийн гангийн тогтворгүй байдал нь нүүрстөрөгч ба хромын концентрацийн өөрчлөлттэй хамт температурын өөрчлөлттэй хатуу уусмалаас карбидын ялгаралтаас үүдэлтэй байж болно. Энэ нь тэнцвэрийн төлөвийг зөрчиж, аустенитийг феррит, мартенсит болгон хувиргахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь хатуу уусмал нь хром, нүүрстөрөгчөөр хамгийн их шавхагддаг тарианы хилийн дагуу голчлон үүсдэг.
Цагаан будаа. 3. Хүйтэн хэв гажилтын (шахалтын) зэргээс хамааран хром-никель гангийн механик шинж чанарын өөрчлөлт (18% Cr, 8% Ni, 0.17% C)
Төмөр-хром-манганы хайлшийн гурвалсан системд хатуурсны дараа тасралтгүй цуврал хатуу уусмалууд байдаг. γ -тор болон цаашдын хөргөлтийн явцад хайлшийн найрлагаас хамааран янз бүрийн аллотроп хувиргалт үүсдэг. Манган бол өргөсдөг элементүүдийн нэг юм γ - талбайтай бөгөөд энэ талаараа никельтэй төстэй. Манган (>15%) ба хромын хангалттай агууламжтай<15%) сталь может иметь однофазную аустенитную структуру. Сопоставление фазовых диаграмм систем железо – хром – никель и железо – хром – марганец при высоких температурах и 20°С показывает, что аустенитная фаза в системе с никелем имеет значигельно большую площадь.
Хром-никель гангийн талстжилтын үед δ-төмрийн тортой хром-никель ферритийн талстууд хайлмалаас тунадасжиж эхэлдэг (Зураг 4). Хөргөх үед тортой δ-ферритэд хром-никель аустенитийн талстууд үүсдэг. γ төмөр, ган нь аустенитийн бүтцийг олж авдаг. Шугамын дээгүүр температурт аустенит-феррит ба аустенитийн ган дахь нүүрстөрөгч SEхатуу уусмал болон завсрын фаз хэлбэртэй байна. Шугамын доор удаан хөргөх ган SEЭнэ нь хатуу уусмалаас нүүрстөрөгчийг химийн нэгдэл хэлбэрээр гаргахад хүргэдэг - Cr 23 C 6 төрлийн хромын карбидууд нь голчлон үр тарианы хилийн дагуу байрладаг. Цаашид шугамын доор хөргөх SKүр тарианы хилийн дагуу хоёрдогч феррит тунадасжуулахад хувь нэмэр оруулдаг. Тиймээс ган нь 20 хэм хүртэл удаан хөргөхөд хоёрдогч карбид ба феррит бүхий устенит бүтэцтэй байдаг.
Цагаан будаа. Зураг 4. 18% Cr, 8% Ni, 74% Fe хайлшийн нүүрстөрөгчийн агууламжаас хамаарч төлөвийн псевдо-хоёртын диаграмм.
Хурдан хөргөх (бөхөөх) үед хатуу уусмалын задралд орох хугацаа байхгүй бөгөөд аустенит нь хэт ханасан, тогтворгүй байдалд бэхлэгддэг.
Тунадасжсан хромын карбидын хэмжээ нь зөвхөн хөргөлтийн хурдаас гадна ган дахь нүүрстөрөгчийн хэмжээнээс хамаарна. Түүний агууламж 0.02-0.03% -иас бага, өөрөөр хэлбэл аустенит дэх уусах чадварын хязгаараас доогуур байвал бүх нүүрстөрөгч хатуу уусмалд үлддэг. Аустенитийн гангийн зарим найрлагад түргэвчилсэн хөргөлт нь бүтэц дэх анхдагч δ-ферритийг бэхлэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь халуун ан цав үүсэхээс сэргийлдэг.
Ган дахь хайлшийн элементийн агууламжийн өөрчлөлт нь фазын бүсүүдийн байрлалд нөлөөлдөг. Хром, титан, ниобий, молибден, вольфрам, цахиур, ванади нь ферритжүүлэгч болох нь гангийн бүтцэд ферритик бүрэлдэхүүн хэсэг үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Никель, нүүрстөрөгч, манган, азот нь аустенитийн бүтцийг хадгалдаг. Гэсэн хэдий ч авч үзсэн гангийн гол хайлшийн элементүүд нь хром, никель юм. Харьцаанаас хамааран ганг заримдаа жижиг (%Ni/%Cr)≤1, том (%Ni/%Cr)>1 аустенитийн хязгаартай ган гэж хуваадаг.
Титан ба ниобийтэй хайлшуулсан аустенитийн хром-никель ганд зөвхөн хромын карбидууд үүсдэг төдийгүй титан, ниобийн карбидууд үүсдэг. Титан Ti > [(% C - 0.02) * 5] эсвэл ниоби Nb > (% C * 10) агуулагдах үед бүх чөлөөт нүүрстөрөгч (аустенит дэх уусах чадварынхаа хязгаараас дээш) титан эсвэл ниоби карбид хэлбэрээр тунадасжиж болно. , мөн аустенит ган нь мөхлөг хоорондын зэврэлтэнд тэсвэртэй болдог. Карбидын хур тунадас нь гангийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, хуванцар шинж чанарыг бууруулдаг. Карбидын энэ шинж чанарыг халуунд тэсвэртэй гангийн карбидын хатууралд ашигладаг бөгөөд үүнийг Ni 3 Ti тоосонцортой интерметал хатуужуулалттай хослуулан гүйцэтгэдэг; Ni 3 (Al, Ti), Fe 2 Вт, (N, Fe) 2 Ti гэх мэт. Интерметалл нэгдлүүд нь мөн 900-аас доош температурт удаан хугацаагаар халаах эсвэл удаан хөргөх үед хром-никель ганд үүсдэг σ-үе шатыг агуулдаг. 950 ° С. Энэ нь хязгаарлагдмал уусах чадвартай α - ба γ - хатуу уусмалууд нь голчлон үр тарианы хилийн дагуу зогсоход хайлшийг бэхжүүлж, нэгэн зэрэг металлын хуванцар шинж чанар, цохилтын бат бөх чанарыг эрс бууруулдаг. Ган дахь хром (16-25%) болон ферритжүүлэгч элементүүд (молибден, цахиур гэх мэт) -ийн агууламж нэмэгдсэн нь 700-850 ° C-д σ-фаз үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Энэ үе шат нь голчлон ферритийн завсрын фаз үүсэх замаар тунадас үүсгэдэг. γ →α→ σ ) эсвэл δ-ферритын хувиргалт (δ → σ ). Гэсэн хэдий ч үүнийг хатуу уусмалаас шууд тусгаарлаж болно ( γ → σ ).
Хром, манганы өндөр агууламжтай хром-манганы ганд удаан хөргөх үед хур тунадас ажиглагддаг. σ - үе шатууд. Хром-манган, хром-манган-никель ган дахь нүүрстөрөгч нь зохих дулааны боловсруулалт хийсний дараа гангийн хур тунадас хатуурахад хүргэдэг, ялангуяа карбид үүсгэдэг элементүүдтэй (ванади, ниобий, вольфрам) хослуулсан үед.
Аустенит-борид гангийн хатуурал нь гол төлөв төмөр, хром, ниобий, нүүрстөрөгч, молибден, вольфрамын борид үүссэнээс үүсдэг. Эдгээр процессын дагуу аустенитийн ган нь хатуурлын төрлөөс хамааран карбид, борид, металл хоорондын хатууралд хуваагддаг. Гэсэн хэдий ч ихэнх тохиолдолд ган ба хайлш дахь олон тооны өөр өөр хайлшийн элементүүдийн агууламжаас шалтгаалан тэдгээрийн хатуурал нь тархсан фаз ба металл хоорондын хольцын цогц нөлөөллөөс болж үүсдэг.
Хүснэгт 1. Зарим зэврэлтэнд тэсвэртэй аустенитийн ган ба хайлшийн найрлага, %
Хүснэгт 2. Зарим халуунд тэсвэртэй аустенитийн ган ба хайлшийн найрлага, %
Хүснэгт 3. Зарим халуунд тэсвэртэй аустенитийн ган ба хайлшийн найрлага, %
Хүснэгт 4. Зарим төрлийн өндөр хайлштай аустенит ба аустенит-феррит ган, хайлшийн ердийн механик шинж чанар.
