Темір құймалардың түрлері
Темір құймалардың түрлері
Бұл тарауда темір құймаларының әртүрлі түрлері талқыланады.
Сұр темір құю
Сұр шойынның сипаттамасы материалдың сынуын тудыруы мүмкін және сұр көрініске ие графикалық микроқұрылым болып табылады. Бұл шойынның ең көп қолданылатын түрі, сонымен қатар салмағы бойынша жиі қолданылатын құйма материалы. Сұр шойындардың көпшілігінің химиялық ыдырауы 2,5 пайыздан 4 пайызға дейін көміртек, 1 пайыздан 3 пайызға дейін силикон, ал қалған бөлігі темірден тұрады.
Шойынның бұл түрі болатпен салыстырғанда созылу беріктігі мен соққыға төзімділігі төмен. Оның қысу күші төмен және орташа көміртекті болатпен салыстырылады.
Осы механикалық қасиеттердің барлығы сұр шойынның микроқұрылымында болатын графит үлпектерінің пішіні мен графит үлпектерінің өлшемімен бақыланады.
Ақ темір құю
Темірдің бұл түрі цементит деп аталатын темір карбиді тұнбасының болуына байланысты ақ түсті сынған беттерге ие. Ақ шойынның құрамындағы көміртек балқымадан графит емес, тұрақты фазалық цементит түрінде тұнбаға түседі. Бұған графиттеу агенті ретінде кремнийдің аз мөлшерімен және тезірек жеткізілетін салқындату жылдамдығымен қол жеткізіледі. Осы жауын-шашыннан кейін цементит ірі бөлшектер түрінде түзіледі.
Темір карбидті тұндыру кезінде тұнба бастапқы балқымадан көміртекті тартып алады, осылайша қоспаны эвтектикаға жақынырақ жаққа жылжытады. Қалған фаза темірді көміртегі аустенитіне дейін төмендетеді, ол салқындағаннан кейін мартенситке айналады.
Бұл құрамындағы эвтектикалық карбидтер жауын-шашынның қатаюының пайдасын қамтамасыз ету үшін тым үлкен. Кейбір болаттарда таза темір феррит матрицасы арқылы дислокациялардың қозғалысына кедергі келтіре отырып, пластиктің деформациясын тасымалдауы мүмкін әлдеқайда аз цементит тұнбалары болуы мүмкін. Олардың артықшылығы бар, өйткені олар шойынның массалық қаттылығын өздерінің қаттылығы мен көлемдік үлесіне байланысты арттырады. Бұл массалық қаттылықты қоспалар ережесімен жуықтауға мүмкіндік береді.
Бұл қаттылық кез келген жағдайда қаттылық есебінен ұсынылады. Ақ шойын әдетте цемент ретінде жіктелуі мүмкін, өйткені карбид материалдың үлкен бөлігін құрайды. Ақ темір құрылымдық құрамдас бөліктерде пайдалану үшін тым сынғыш, бірақ оның жақсы қаттылығы, тозуға төзімділігі және төмен құны болғандықтан, оны суспензия сорғыларының тозу беті ретінде пайдалануға болады.
Қалың құймаларды жылдамырақ салқындату қиын, бұл балқыманы ақ шойын ретінде қатайту үшін жеткілікті, бірақ ақ шойынның тозағын қатайту үшін жылдам салқындату қолдануға болады, содан кейін оның қалған бөлігі болады. баяу қарқынмен салқындап, сұр шойынның өзегін құрайды. Алынған құйма салқындатылған құйма деп аталады және ол қатты бетке ие болу артықшылықтарын қамтиды, бірақ ішкі жағы қаттырақ.
Жоғары хромды ақ темір қорытпалары шамамен 10 тонналық дөңгелекті массивті құюға құм құюға мүмкіндік беретін қабілетіне ие болды. Бұл хромның материалдың үлкен қалыңдығы арқылы карбидтерді алу үшін қажет салқындату жылдамдығын төмендететініне байланысты. Үйкеліске тамаша төзімді карбидтер де хром элементтері арқылы шығарылады.
Иілгіш темір құю
Иілгіш шойын ақ шойын құймасы ретінде басталады, содан кейін екі немесе бір күн бойы шамамен 950 ° C температурада термиялық өңдеуден өтеді, содан кейін ол сол уақыт аралығында салқындатылады.
Темір карбидіндегі көміртек осы қыздыру және салқындату процесінің арқасында графит пен феррит пен көміртегіге айналады. Бұл төмен процесс, бірақ ол графитті қабыршақтарға емес, сфероидты бөлшектерге айналдыруға беттік керілу мүмкіндігін береді.
Сфероидтар салыстырмалы түрде қысқа және арақатынасының төмен болуына байланысты бір-бірінен алшақ орналасқан. Олар сонымен қатар төменгі көлденең қиманы, таралатын жарықшақты және фотонды қамтиды. Қабыршақтардан айырмашылығы, олар сұр шойында кездесетін кернеу концентрациясының проблемаларын жеңілдетуге қатысатын доғал шекараларды қамтиды. Тұтастай алғанда, иілгіш шойынға кіретін қасиеттер табиғаты жұмсақ болатқа көбірек ұқсайды.
Шойын құю
Кейде түйінді шойын деп аталатын бұл шойынның графиті өте кішкентай түйіндер түрінде болады, графит концентрлі және осылайша түйіндерді құрайтын қабаттар түрінде болады. Осыған байланысты қасиеттеріиілгіш шойынолар графиттің үлпектері шығаратын кернеу концентрациясына әсер етпейтін губка тәрізді болатқа жатады.
Құрамындағы көміртегі концентрациясы шамамен 3 пайыздан 4 пайызға дейін, ал кремнийдікі шамамен 1,8 пайыздан 2,8 пайызға дейін. Магнийдің 0,02 пайыздан 0,1 пайызына дейін және осы қорытпаларға қосқанда тек 0,02 пайыздан 0,04 пайызға дейін аз мөлшердегі церий графит жолақтарының жиектеріне қосылу арқылы графит жауын-шашынының өсу жылдамдығын баяулатады.
Көміртегі басқа элементтерді мұқият бақылауға және процесс кезінде дұрыс уақытты белгілеуге байланысты материал қатқанда сфероидты бөлшектер ретінде бөліну мүмкіндігіне ие болуы мүмкін. Алынған бөлшектер иілгіш шойынға ұқсас, бірақ бөлшектерді үлкенірек бөліктермен құюға болады.
Легірлеуші элементтер
Шойынның қасиеттері әртүрлі легирленген элементтерде немесе шойын құрамындағы қоспаларда өзгертіліп, қосылады. Көміртегіге сәйкес кремний элементі болып табылады, өйткені ол көміртекті ерітіндіден шығаруға қабілетті. Кремнийдің аз пайызы бұған толық қол жеткізе алмайды, өйткені ол көміртектің ерітіндіде қалуына мүмкіндік береді, осылайша темір карбидін түзеді және ақ шойын шығарады.
Кремнийдің үлкен пайызы немесе концентрациясы көміртекті ерітіндіден шығаруға қабілетті, содан кейін графит түзеді, сонымен қатар сұр шойын шығарады. Басқа легирленген агенттерге марганец, хром, титан, содан кейін ванадий жатады. Бұл кремнийге қарсы әрекет етеді, олар көміртектің сақталуына және осылайша карбидтердің пайда болуына ықпал етеді. Никель мен мыс элементінің артықшылығы бар, өйткені олар беріктік пен өңдеуге қабілеттілікті арттырады, бірақ олар түзілген көміртегі мөлшерін өзгерте алмайды.
Графит түріндегі көміртегі жұмсақ темірге әкеледі, осылайша шөгу әсерін азайтады, беріктігін төмендетеді және қамтылған тығыздықты төмендетеді. Құрамында күкірт негізінен ластаушы болып табылады және ол графиттің пайда болуына жол бермейтін және қаттылықты арттыратын темір сульфидін құрайды.
Күкірттің кемшілігі оның балқытылған шойынның тұтқырлығы болып табылады, бұл ақауларды тудырады. Күкірттің әсерін қамтамасыз ету және жою үшін ерітіндіге марганец қосылады. Бұл екеуі біріктірілгенде темір сульфидінің орнына марганец сульфиді түзетіндіктен жасалады. Алынған марганец сульфиді балқымаға қарағанда жеңілірек және балқымадан қалқып шығып, шлакқа түсуге бейім.
Күкірттің әсерін жою үшін қажетті марганецтің шамамен мөлшері күкірттің 1,7 бірлігін құрайды және үстіне қосымша 0,3 пайыз қосылады. Марганецтің осы мөлшерінен артық қосылуы марганец карбидінің түзілуіне әкеледі және бұл марганецтің 1 пайызына дейін беріктігі мен тығыздығын арттыратын сұр темірден басқа қаттылық пен салқындатуды арттырады. Никель ең жалпы легирленген элементтердің бірі болып табылады, өйткені ол перлит пен графит құрылымын тазарту үрдісіне ие, осылайша қаттылықты жақсартады және қима қалыңдығы арасындағы қаттылық айырмашылығын теңестіреді.
Бос графитті азайту және салқындау үшін хром аз мөлшерде қосылады. Себебі хром қуатты карбидті тұрақтандырғыш болып табылады және кейбір жағдайларда ол никельмен бірге жұмыс істей алады. Хром үшін, сондай-ақ аз мөлшерде қалайы қосуға болады. Салқындатуды төмендету, графитті тазарту және сұйықтықты арттыру үшін мыс шөмішке немесе пешке 0,5 пайыздан 2,5 пайызға дейін қосылады. Молибденді сонымен қатар салқындатуды арттыру, графитті тазарту және перлит құрылымын тазарту үшін 0,3 пайыздан 1 пайызға дейін қосуға болады.
Ол әдетте никель, мыс және хромға сәйкес жоғары берік үтіктер алу үшін қосылады. Титан элементі газсыздандырғыш және тотықсыздандырғыш ретінде жұмыс істеу және өтімділікті арттыру үшін қосылады. Шойынға 0,15 пайыздан 0,5 пайызға дейін ванадий элементінің пропорциясы қосылады және цементитті тұрақтандыруға, қаттылықты арттыруға және тозуға және жылу әсеріне қарсы тұруға көмектеседі.
Цирконий графит түзуге көмектеседі және шамамен 0,1 пайыздан 0,3 пайызға дейін пропорцияда қосылады. Бұл элемент сонымен қатар тотықсыздандыруға және сұйықтықты арттыруға көмектеседі. Иілгіш темір балқымаларында кремнийді қосуға болатынын арттыру үшін висмут 0,002 пайыздан 0,01 пайызға дейін құйылады. Ақ темірге бор элементі қосылады, ол иілгіш темірді өндіруге көмектеседі және висмут элементінің дөрекі әсерін азайтады.