Երկաթե ձուլվածքների տեսակները

Երկաթե ձուլվածքների տեսակները

Այս գլխում կքննարկվեն երկաթե ձուլվածքների տարբեր տեսակները:

Մոխրագույն երկաթե ձուլում

Մոխրագույն չուգունի բնութագիրը գրաֆիկական միկրոկառուցվածքն է, որն ունակ է նյութի կոտրվածքներ առաջացնել և ունենալ մոխրագույն տեսք։ Սա չուգունի ամենահաճախ օգտագործվող տեսակն է, ինչպես նաև քաշի հիման վրա սովորաբար օգտագործվող չուգուն: Մոխրագույն չուգունների մեծամասնությունը քիմիական տարրալուծում ունի 2,5 տոկոսից մինչև 4 տոկոս ածխածնի, 1 տոկոսից մինչև 3 տոկոս սիլիկոն, իսկ մնացածը երկաթի բաղադրություն է:

Չուգունի այս տեսակը պողպատի համեմատ ունի ավելի քիչ առաձգական ուժ և ավելի քիչ դիմադրություն ցնցումներին: Նրա սեղմման ուժը համեմատելի է ցածր և միջին ածխածնային պողպատի հետ:

Այս բոլոր մեխանիկական հատկությունները վերահսկվում են գրաֆիտի փաթիլների ձևով և գրաֆիտի փաթիլների չափերով, որոնք առկա են մոխրագույն չուգունի միկրոկառուցվածքում:

Սպիտակ երկաթի ձուլում

Երկաթի այս տեսակն ունի ճեղքված մակերեսներ, որոնք սպիտակ են՝ ցեմենտիտ անունով երկաթի կարբիդի նստվածքի առկայության պատճառով: Ածխածինը, որը պարունակվում է սպիտակ չուգունի մեջ, նստում է հալոցքից որպես կայուն փուլային ցեմենտիտ, այլ ոչ թե որպես գրաֆիտ: Սա ձեռք է բերվում ավելի ցածր սիլիցիումի պարունակությամբ՝ որպես գրաֆիտացնող նյութ և ավելի արագ մատակարարվող սառեցման արագությամբ: Այս տեղումներից հետո ցեմենտիտը ձևավորվում է խոշոր մասնիկների տեսքով։

Երկաթի կարբիդի տեղումների ժամանակ նստվածքը սկզբնական հալոցքից դուրս է բերում ածխածին, այդպիսով խառնուրդը տեղափոխելով դեպի այն մեկը, որն ավելի մոտ է էվեկտիկականին։ Մնացած փուլը երկաթի իջեցումն է ածխածնի ավստենիտի, որը սառչելուց հետո վերածվում է մարտենզիտի:

Այս պարունակվող էվեկտիկական կարբիդները չափազանց մեծ են տեղումների կարծրացման օգուտը ապահովելու համար: Որոշ պողպատներում կարող են լինել շատ ավելի փոքր ցեմենտիտային նստվածքներ, որոնք կարող են կրել պլաստիկի դեֆորմացիան՝ խոչընդոտելով տեղահանումների շարժը մաքուր երկաթի ֆերիտի մատրիցով: Նրանք առավելություն ունեն, քանի որ մեծացնում են չուգունի հիմնական կարծրությունը պարզապես իրենց կարծրության և ծավալային մասի պատճառով: Սա հանգեցնում է նրան, որ զանգվածային կարծրությունը կարող է մոտավորվել խառնուրդների կանոնով:

Այս կարծրությունը ամեն դեպքում առաջարկվում է կոշտության հաշվին։ Սպիտակ չուգունը կարող է ընդհանուր առմամբ դասակարգվել որպես ցեմենտ, քանի որ կարբիդը կազմում է նյութի ավելի մեծ մասը: Սպիտակ երկաթը չափազանց փխրուն է կառուցվածքային բաղադրիչներում օգտագործելու համար, սակայն իր լավ կարծրության, քայքայման նկատմամբ դիմադրության և ցածր գնի պատճառով այն կարող է օգտագործվել որպես ցեխի պոմպերի մաշվածության մակերես:

Դժվար է հաստ ձուլվածքները սառեցնել ավելի արագ արագությամբ, ինչը բավարար է հալոցքը սպիտակ չուգունի պես ամրացնելու համար, սակայն արագ սառեցումը կարող է օգտագործվել սպիտակ չուգունի դժոխքը ամրացնելու համար, և դրանից հետո դրա մնացորդը կկազմի: սառչել ավելի դանդաղ տեմպերով, այդպիսով ձևավորելով մոխրագույն չուգունի միջուկ: Ստացված այս ձուլվածքը կոչվում է սառեցված ձուլում, և այն պարունակում է կոշտ մակերես ունենալու առավելությունները, բայց ավելի կոշտ ինտերիերով:

Բարձր քրոմով սպիտակ երկաթի համաձուլվածքները հնարավորություն ունեին ավազով ձուլել մոտ 10 տոննա կշռող շարժիչի զանգվածային ձուլումը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ քրոմը նվազեցնում է հովացման արագությունը, որն անհրաժեշտ է կարբիդներ արտադրելու համար՝ նյութի ավելի մեծ հաստությամբ: Գերազանց քայքայումի դիմադրություն ունեցող կարբիդները նույնպես արտադրվում են քրոմի տարրերով:

Ճկուն երկաթե ձուլում

Ճկուն թուջը սկսվում է որպես սպիտակ երկաթի ձուլվածք, այնուհետև ջերմային մշակվում է մոտ 950°C ջերմաստիճանում երկու կամ մեկ օր, այնուհետև այն սառչում է նույն ժամանակահատվածում:

Այնուհետև երկաթի կարբիդում պարունակվող ածխածինը վերածվում է գրաֆիտի և ֆերիտի, գումարած ածխածնի այս ջեռուցման և հովացման գործընթացի շնորհիվ: Սա ցածր գործընթաց է, բայց այն հնարավորություն է տալիս մակերևութային լարվածությանը գրաֆիտը վերածել գնդաձև մասնիկների, այլ ոչ թե փաթիլների:

Սֆերոիդները համեմատաբար կարճ են և ավելի հեռու են միմյանցից՝ իրենց ցածր հարաբերակցության պատճառով։ Դրանք պարունակում են նաև ավելի ցածր խաչմերուկ, տարածվող ճեղք և ֆոտոն։ Ի տարբերություն փաթիլների, դրանք պարունակում են բութ սահմաններ, որոնք մասնակցում են մոխրագույն չուգունի մեջ հայտնաբերված սթրեսի համակենտրոնացման խնդիրների վերացմանը: Ընդհանուր առմամբ, դյուրաձիգ չուգունի մեջ ներառված հատկությունները ավելի շատ նման են պողպատի հատկություններին, որն իր բնույթով մեղմ է:

Ճկուն երկաթի ձուլում

Երբեմն կոչվում է հանգույցային չուգուն, այս չուգունն ունի իր գրաֆիտը շատ փոքր հանգույցների տեսքով, ընդ որում գրաֆիտը ունի համակենտրոն շերտերի ձև և այդպիսով ձևավորում է հանգույցները: Դրա շնորհիվ հատկություններըճկուն չուգունսպունգանման պողպատից են, որոնք չունեն սթրեսի կոնցենտրացիայի ազդեցություն, որոնք առաջանում են գրաֆիտի փաթիլներից:

Պարունակվող ածխածնի կոնցենտրացիան կազմում է մոտ 3 տոկոսից 4 տոկոս, իսկ սիլիցիումը՝ 1,8 տոկոսից 2,8 տոկոս: Մագնեզիումի 0,02-ից 0,1 տոկոսի փոքր քանակությունը և միայն 0,02-0,04 տոկոս ցերիումը, երբ ավելացվում է այս համաձուլվածքներին, դանդաղեցնում է գրաֆիտի տեղումների աճի արագությունը գրաֆիտի գծերի եզրերին միանալու միջոցով:

Ածխածինը կարող է առանձնանալ որպես գնդաձև մասնիկներ, քանի որ նյութը կարծրանում է, այլ տարրերի մանրակրկիտ վերահսկման և գործընթացի ընթացքում պատշաճ ժամանակի շնորհիվ: Ստացված մասնիկները նման են ճկուն չուգունին, սակայն մասերը կարող են ձուլվել ավելի մեծ հատվածներով:

Լեգիրման տարրեր

Չուգունի հատկությունները փոխվում և ավելացվում են չուգունի տարբեր համաձուլվածքների տարրերի կամ համաձուլվածքների մեջ: Ածխածնի հետ համահունչ է սիլիցիումի տարրը, քանի որ այն ունի լուծույթից ածխածինը դուրս մղելու ունակություն: Սիլիցիումի ավելի փոքր տոկոսը չի կարող լիովին հասնել դրան, քանի որ այն թույլ է տալիս ածխածինը մնալ լուծույթում, այդպիսով ձևավորելով երկաթի կարբիդ և նաև արտադրելով սպիտակ չուգուն:

Սիլիցիումի ավելի մեծ տոկոսը կամ կոնցենտրացիան կարող է ածխածինը դուրս մղել լուծույթից, այնուհետև ձևավորել գրաֆիտ և նաև արտադրել մոխրագույն չուգուն: Այլ համաձուլվածքներ, որոնք չեն նշվում, ներառում են մանգան, քրոմ, տիտան և այնուհետև վանադիում: Դրանք հակազդում են սիլիցիումին, նրանք նաև նպաստում են ածխածնի պահպանմանը և, հետևաբար, նաև կարբիդների ձևավորմանը: Նիկելը և պղնձի տարրը առավելություն ունեն, քանի որ դրանք մեծացնում են ուժն ու մշակելիությունը, բայց այդ դեպքում նրանք չեն կարող փոխել ձևավորված ածխածնի քանակը:

Ածխածինը, որը գրաֆիտի տեսքով է, հանգեցնում է ավելի փափուկ երկաթի, այդպիսով նվազեցնելով կծկման ազդեցությունը, նվազեցնելով ամրությունը և նվազեցնելով պարունակվող խտությունը: Ծծումբը հիմնականում աղտոտիչ է, երբ պարունակվում է, և այն ձևավորում է երկաթի սուլֆիդ, որը կանխում է գրաֆիտի ձևավորումը, ինչպես նաև մեծացնում է կարծրությունը:

Ծծմբի պարտադրված թերությունն այն է, որ այն հալած չուգունը դարձնում է մածուցիկ, որն առաջացնում է թերություններ: Ծծմբի ազդեցությունը հոգալու և վերացնելու համար լուծույթին ավելացնում են մանգան: Դա արվում է, քանի որ երբ երկուսը միավորվում են, նրանք երկաթի սուլֆիդի փոխարեն ձևավորում են մանգանի սուլֆիդ: Ստացված մանգանի սուլֆիդը ավելի թեթև է, քան հալվածը և հակված է հալվելուց դուրս գալ և մտնել խարամ:

Մանգանի մոտավոր քանակությունը, որն անհրաժեշտ է ծծմբի ազդեցությունը վերացնելու համար, կազմում է 1,7 միավոր ծծմբի պարունակություն և հավելյալ 0,3 տոկոս ավելացված վերևում: Այս քանակից ավելի մանգանի ավելացումը հանգեցնում է մանգանի կարբիդի ձևավորմանը, ինչը մեծացնում է կարծրությունը և սառեցումը, բացառությամբ մոխրագույն երկաթի, որտեղ մանգանի մինչև 1 տոկոսը կարող է մեծացնել ամրությունը և պարունակվող խտությունը: Նիկելը համաձուլման ամենաընդհանուր տարրերից է, քանի որ այն ունի մարգարիտի և գրաֆիտի կառուցվածքի մաքրման միտում, այդպիսով բարելավելով ամրությունը և հարթեցնում է կարծրության տարբերությունը հատվածների հաստությունների միջև:

Քրոմն ավելացվում է փոքր քանակությամբ՝ ազատ գրաֆիտը նվազեցնելու և սառնություն առաջացնելու համար: Դա պայմանավորված է նրանով, որ քրոմը հզոր կարբիդային կայունացուցիչ է, և որոշ դեպքերում այն ​​կարող է աշխատել նիկելի հետ համատեղ: Քրոմի համար նույնպես կարող է ավելացվել փոքր փոխարինող անագ: Պղինձը ավելացվում է շերեփի կամ վառարանի մեջ 0,5 տոկոսից 2,5 տոկոսի կարգով` հասնելու ցրտի իջեցման, զտման գրաֆիտի և հեղուկության ավելացման: Մոլիբդենը կարող է նաև ավելացվել 0,3 տոկոսից մինչև 1 տոկոս կարգով, որպեսզի բարձրացվի սառնությունը, զտվի գրաֆիտը և զտվի մարգարիտի կառուցվածքը:

Այն սովորաբար ավելացվում է նիկելի, պղնձի և քրոմի հետ համահունչ՝ բարձր ամրության արդուկներ արտադրելու համար: Տիտանի տարրը ավելացվում է որպես գազազերծող և օքսիդազերծող գործելու, ինչպես նաև հեղուկությունը բարձրացնելու համար: Վանադիումի տարրի 0,15 տոկոսից մինչև 0,5 տոկոս համամասնությունները ավելացվում են չուգուն և օգնում են կայունացնել ցեմենտիտը, բարձրացնել կարծրությունը և դիմակայել մաշվածությանը և ջերմային ազդեցություններին:

Ցիրկոնը նպաստում է գրաֆիտի ձևավորմանը և ավելացվում է 0,1-0,3 տոկոս հարաբերակցությամբ: Այս տարրը նաև օգնում է դեօքսիդացմանը և հեղուկության բարձրացմանը: Դյուրահալ երկաթի հալոցներում, որպեսզի ավելացնեն սիլիցիումի ավելացումը, բիսմութը լցնում են 0,002-0,01 տոկոս մասշտաբով: Սպիտակ երկաթի մեջ ավելացվում է բոր տարրը, որը նպաստում է ճկուն երկաթի արտադրությանը և նվազեցնում է բիսմութի տարրի կոպիտ ազդեցությունը: