რკინის ჩამოსხმის სახეები

რკინის ჩამოსხმის სახეები

ამ თავში განხილული იქნება სხვადასხვა ტიპის რკინის ჩამოსხმა.

რუხი რკინის ჩამოსხმა

ნაცრისფერი თუჯის მახასიათებელია გრაფიკული მიკროსტრუქტურა, რომელსაც შეუძლია გამოიწვიოს მასალის მოტეხილობა და ჰქონდეს ნაცრისფერი გარეგნობა. ეს არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული თუჯის ტიპი და ასევე ხშირად გამოყენებული თუჯის მასალა წონის მიხედვით. ნაცრისფერი თუჯის უმეტესობას აქვს ქიმიური დაშლა 2,5 პროცენტიდან 4 პროცენტამდე ნახშირბადის, 1 პროცენტიდან 3 პროცენტამდე სილიკონის და დანარჩენი არის რკინის შემადგენლობა.

თუჯის ამ ტიპს აქვს ნაკლები დაჭიმვის ძალა და ნაკლები წინააღმდეგობა შოკის მიმართ ფოლადთან შედარებით. მისი კომპრესიული ძალა შედარებულია დაბალი და საშუალო ნახშირბადოვანი ფოლადისაგან.

ყველა ამ მექანიკურ თვისებას აკონტროლებს გრაფიტის ფანტელის ფორმა და გრაფიტის ფანტელების ზომა, რომლებიც წარმოდგენილია ნაცრისფერი თუჯის მიკროსტრუქტურაში.

თეთრი რკინის ჩამოსხმა

ამ ტიპის რკინას აქვს გატეხილი ზედაპირი, რომელიც თეთრია რკინის კარბიდის ნალექის არსებობის გამო, სახელად ცემენტიტი. ნახშირბადი, რომელიც შეიცავს თეთრ თუჯს, დნობისგან გროვდება სტაბილური ფაზის ცემენტიტის სახით და არა გრაფიტის სახით. ეს მიიღწევა სილიკონის დაბალი შემცველობით, როგორც გრაფიტიზებული აგენტით და უფრო სწრაფი მიწოდებული გაგრილების სიჩქარით. ამ ნალექის შემდეგ ცემენტიტი წარმოიქმნება დიდი ნაწილაკების სახით.

რკინის კარბიდის დალექვის დროს ნალექი ამოიღებს ნახშირბადს თავდაპირველი დნობიდან, რითაც გადაინაცვლებს ნარევისკენ, რომელიც უფრო ახლოსაა ევტექტიკასთან. დარჩენილი ფაზა არის რკინის დაქვეითება ნახშირბადის აუსტენიტამდე, რომელიც გაცივების შემდეგ გარდაიქმნება მარტენზიტად.

ეს შემავალი ევტექტიკური კარბიდები ძალიან დიდია ნალექებით გამკვრივების სარგებლობისთვის. ზოგიერთ ფოლადში შეიძლება იყოს ბევრად უფრო მცირე ცემენტიტის ნალექები, რომლებმაც შეიძლება განახორციელონ პლასტმასის დეფორმაცია სუფთა რკინის ფერიტის მატრიცის მეშვეობით დისლოკაციების გადაადგილების შეფერხებით. მათ აქვთ უპირატესობა, რადგან ისინი ზრდიან თუჯის სიმტკიცეს მხოლოდ საკუთარი სიხისტისა და მოცულობის ფრაქციის გამო. ეს იწვევს ნაყარი სიხისტის მიახლოებას ნარევების წესით.

ეს სიხისტე ნებისმიერ შემთხვევაში გამძლეობის ხარჯზეა შემოთავაზებული. თეთრი თუჯის შეიძლება კლასიფიცირებული იყოს როგორც ცემენტი, რადგან კარბიდი შეადგენს მასალის უფრო დიდ ნაწილს. თეთრი რკინა ზედმეტად მყიფეა სტრუქტურულ კომპონენტებში გამოსაყენებლად, მაგრამ კარგი სიხისტის, აბრაზიას წინააღმდეგობისა და დაბალი ღირებულების გამო, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ცვეთის ტუმბოების ზედაპირი.

ძნელია სქელი ჩამოსხმის უფრო სწრაფი ტემპით გაგრილება, რაც საკმარისია დნობის გასამაგრებლად, როგორც თეთრი თუჯის, თუმცა სწრაფი გაგრილება შეიძლება გამოყენებულ იქნას თეთრი თუჯის ჯოჯოხეთის გასამაგრებლად და ამის შემდეგ მისი დარჩენილი ნაწილი იქნება. გაცივდეს უფრო ნელი ტემპით, რითაც წარმოიქმნება ნაცრისფერი თუჯის ბირთვი. ამ მიღებულ ჩამოსხმას უწოდებენ გაცივებულ ჩამოსხმას და ის შეიცავს უპირატესობას, რომ აქვს მყარი ზედაპირი, მაგრამ უფრო მკაცრი ინტერიერით.

მაღალი ქრომის თეთრი რკინის შენადნობებს ჰქონდათ შესაძლებლობა მიეცეთ მასიური ჩამოსხმა დაახლოებით 10 ტონიანი იმპულერის ქვიშის ჩამოსხმისთვის. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ქრომი ამცირებს გაციების სიჩქარეს, რომელიც საჭიროა კარბიდების წარმოებისთვის მასალის უფრო დიდი სისქის მეშვეობით. კარბიდები, რომლებსაც აქვთ შესანიშნავი აბრაზიული წინააღმდეგობა, ასევე იწარმოება ქრომის ელემენტებით.

მოქნილი რკინის ჩამოსხმა

მოქნილი თუჯი იწყება თეთრი რკინის ჩამოსხმის სახით, შემდეგ თერმულად მუშავდება დაახლოებით 950°C ტემპერატურაზე ორი ან ერთი დღის განმავლობაში და შემდეგ გაცივდება იმავე პერიოდის განმავლობაში.

რკინის კარბიდში შემავალი ნახშირბადი შემდეგ გარდაიქმნება გრაფიტად და ფერიტად პლუს ნახშირბადად ამ გათბობისა და გაგრილების პროცესის გამო. ეს არის დაბალი პროცესი, მაგრამ ის საშუალებას აძლევს ზედაპირულ დაძაბულობას, გარდაქმნას გრაფიტი სფერულ ნაწილაკებად და არა ფანტელებად.

სფეროიდები შედარებით მოკლეა და უფრო შორს არიან ერთმანეთისგან მათი დაბალი თანაფარდობის გამო. ისინი ასევე შეიცავენ ქვედა განივი კვეთას, გამავრცელებელ ბზარს და ფოტონს. ფანტელებისგან განსხვავებით, ისინი შეიცავენ ბლაგვი საზღვრებს, რომლებიც მონაწილეობენ სტრესის კონცენტრაციის პრობლემების შემსუბუქებაში, რომლებიც გვხვდება ნაცრისფერ თუჯში. მთლიანობაში, ელასტიური თუჯის თვისებები უფრო ჰგავს ფოლადს, რომელიც რბილი ხასიათისაა.

დრეკადი რკინის ჩამოსხმა

ზოგჯერ მას უწოდებენ კვანძოვან თუჯს, ამ თუჯს აქვს თავისი გრაფიტი ძალიან პაწაწინა კვანძების სახით, გრაფიტს აქვს ფენების ფორმა, რომლებიც კონცენტრირებულია და ამით ქმნის კვანძებს. ამის გამო, თვისებებიდრეკადი თუჯისარის სპონგური ფოლადი, რომელსაც არ გააჩნია სტრესის კონცენტრაციის ეფექტი, რომელიც წარმოიქმნება გრაფიტის ფანტელებით.

ნახშირბადის კონცენტრაცია შეიცავს დაახლოებით 3 პროცენტიდან 4 პროცენტამდე, ხოლო სილიციუმის 1,8 პროცენტიდან 2,8 პროცენტამდე. მცირე რაოდენობით მაგნიუმის 0,02 პროცენტიდან 0,1 პროცენტამდე და მხოლოდ 0,02 პროცენტიდან 0,04 პროცენტამდე ცერიუმი, როდესაც ამ შენადნობებს ემატება, ანელებს გრაფიტის ნალექის ზრდის ტემპს გრაფიტის ზოლების კიდეებთან შეკავშირების გზით.

ნახშირბადს შეიძლება ჰქონდეს სფერული ნაწილაკების სახით გამოყოფის შანსი მასალის გამაგრებისას, სხვა ელემენტების ფრთხილად კონტროლისა და პროცესის დროს სათანადო დროის გამო. წარმოქმნილი ნაწილაკები დრეკადი თუჯის მსგავსია, მაგრამ ნაწილების ჩამოსხმა შესაძლებელია უფრო დიდი სექციებით.

შენადნობის ელემენტები

თუჯის თვისებები იცვლება და ემატება თუჯის სხვადასხვა შენადნობ ელემენტებს ან შენადნობებს. ნახშირბადთან შესაბამისობაშია ელემენტი სილიციუმი, რადგან მას აქვს უნარი აიძულოს ნახშირბადი ამოიღოს ხსნარიდან. სილიკონის უფრო მცირე პროცენტი ვერ შეძლებს ამის სრულად მიღწევას, რადგან ის საშუალებას აძლევს ნახშირბადს დარჩეს ხსნარში, რითაც წარმოიქმნება რკინის კარბიდი და ასევე წარმოიქმნება თეთრი თუჯის.

სილიციუმის უფრო დიდ პროცენტს ან კონცენტრაციას შეუძლია აიძულოს ნახშირბადი გამოიყვანოს ხსნარიდან და შემდეგ შექმნას გრაფიტი და ასევე წარმოქმნას ნაცრისფერი თუჯი. სხვა შენადნობის აგენტებს შორისაა მანგანუმი, ქრომი, ტიტანი და შემდეგ ვანადიუმი. ისინი ეწინააღმდეგებიან სილიკონს, ისინი ასევე ხელს უწყობენ ნახშირბადის შეკავებას და, შესაბამისად, კარბიდების წარმოქმნას. ნიკელს და სპილენძის ელემენტს აქვს უპირატესობა, რადგან ისინი ზრდის სიმტკიცეს და დამუშავების შესაძლებლობას, მაგრამ შემდეგ ისინი ვერ შეცვლიან წარმოქმნილი ნახშირბადის რაოდენობას.

ნახშირბადი, რომელიც არის გრაფიტის სახით, იწვევს უფრო რბილ რკინას, რითაც ამცირებს შეკუმშვის ეფექტს, ამცირებს სიმტკიცეს და ამცირებს შემავალ სიმკვრივეს. გოგირდი უმეტესად დამაბინძურებელია, როდესაც შეიცავს და ის ქმნის რკინის სულფიდს, რომელიც ხელს უშლის გრაფიტის წარმოქმნას და ასევე ზრდის სიმტკიცეს.

გოგირდის მიერ დაწესებული მინუსი არის ის, რომ იგი აქცევს გამდნარ თუჯს ბლანტი, რაც იწვევს დეფექტებს. გოგირდის ეფექტის მოსაგვარებლად და აღმოსაფხვრელად ხსნარს ემატება მანგანუმი. ეს კეთდება იმის გამო, რომ როდესაც ეს ორი გაერთიანებულია, ისინი წარმოქმნიან მანგანუმის სულფიდს რკინის სულფიდის ნაცვლად. შედეგად მიღებული მანგანუმის სულფიდი უფრო მსუბუქია ვიდრე დნობა და მიდრეკილია დნობიდან გამოსვლისკენ და წიდაში მოხვედრას.

მანგანუმის სავარაუდო რაოდენობა, რომელიც საჭიროა გოგირდის ეფექტის გასაუქმებლად, არის 1,7 ერთეული გოგირდის შემცველობა და დამატებით 0,3 პროცენტი დამატებული თავზე. მანგანუმის ამ რაოდენობაზე მეტის დამატება იწვევს მანგანუმის კარბიდის წარმოქმნას და ეს ზრდის სიმტკიცეს და გაციებას, გარდა ნაცრისფერი რკინისა, სადაც მანგანუმის 1 პროცენტამდე შეუძლია გაზარდოს სიმტკიცე და სიმკვრივე. ნიკელი არის ერთ-ერთი ყველაზე ზოგადი შენადნობის ელემენტი, რადგან მას აქვს პერლიტის და გრაფიტის სტრუქტურის დახვეწის ტენდენცია, რითაც აუმჯობესებს სიმტკიცეს და ასწორებს სიხისტის განსხვავებას მონაკვეთების სისქეებს შორის.

ქრომს ემატება მცირე რაოდენობით, რათა შეამციროს თავისუფალი გრაფიტი და წარმოქმნას გაციება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ქრომი არის ძლიერი კარბიდის სტაბილიზატორი და ზოგიერთ შემთხვევაში მას შეუძლია იმუშაოს ნიკელთან ერთად. ქრომის ასევე, მცირე შემცვლელი კალის შეიძლება დაემატოს. სპილენძს ემატება კასრში ან ღუმელში 0,5 პროცენტიდან 2,5 პროცენტამდე, რათა მიაღწიოს გაციების შემცირებას, გრაფიტის დახვეწას და სითხის გაზრდას. მოლიბდენი ასევე შეიძლება დაემატოს 0,3 პროცენტიდან 1 პროცენტამდე, რათა ასევე გაიზარდოს გაციება, დახვეწოს გრაფიტი და დახვეწოს პერლიტის სტრუქტურა.

მას ჩვეულებრივ ემატება ნიკელის, სპილენძისა და ქრომის შესაბამისად მუშაობა მაღალი სიმტკიცის უთოების წარმოებისთვის. ელემენტს ტიტანს ემატება, რათა იმუშაოს როგორც გამანადგურებელი და დეოქსიდიზატორი და გაზარდოს სითხე. ელემენტის ვანადიუმის 0.15 პროცენტიდან 0.5 პროცენტამდე პროპორციები ემატება თუჯს და ხელს უწყობს ცემენტიტის სტაბილიზაციას, გაზრდის სიმტკიცეს და წინააღმდეგობას უწევს ცვეთასა და სითბოს ეფექტებს.

ცირკონიუმი ხელს უწყობს გრაფიტის ფორმირებას და ემატება დაახლოებით 0,1 პროცენტიდან 0,3 პროცენტამდე. ეს ელემენტი ასევე ხელს უწყობს დეოქსიდიზაციას და სითხის გაზრდას. ელასტიური რკინის დნობის დროს, რათა გაიზარდოს სილიციუმის დამატება, ბისმუტს ასხამენ 0,002 პროცენტიდან 0,01 პროცენტამდე მასშტაბით. თეთრ რკინაში ემატება ელემენტი ბორი, რომელიც ხელს უწყობს ელასტიური რკინის გამომუშავებას და ამცირებს ელემენტის ბისმუტის უხეში ეფექტს.