Төмөр цутгах төрөл
Төмөр цутгах төрөл
Энэ бүлэгт янз бүрийн төрлийн төмрийн цутгамалуудыг авч үзэх болно.
Саарал төмөр цутгах
Саарал цутгамал төмрийн шинж чанар нь график бичил бүтэц бөгөөд энэ нь материалын хугарал үүсгэж, саарал өнгөтэй байдаг. Энэ нь хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг цутгамал төмрийн төрөл бөгөөд жинд тулгуурлан түгээмэл хэрэглэгддэг цутгамал материал юм. Ихэнх саарал цутгамал төмрийн химийн задрал нь 2.5-4 хувь нүүрстөрөгч, 1-3 хувь нь силикон, үлдсэн хэсэг нь төмрийн найрлагатай байдаг.
Энэ төрлийн цутгамал төмрийг гантай харьцуулахад суналтын бат бэх, цочролд тэсвэртэй байдал бага байдаг. Түүний шахалтын бат бэхийг бага ба дунд нүүрстөрөгчийн гантай харьцуулж болно.
Эдгээр бүх механик шинж чанарууд нь саарал цутгамал төмрийн бичил бүтцэд байдаг бал чулууны ширхэгийн хэлбэр, графитын ширхэгийн хэмжээгээр хянагддаг.
Цагаан төмөр цутгах
Энэ төрлийн төмөр нь цементит хэмээх төмрийн карбидын тунадас агуулагддаг тул цагаан өнгөтэй хагарсан гадаргуутай байдаг. Цагаан ширэмд агуулагдах нүүрстөрөгч нь хайлмалаас бал чулуу шиг биш харин тогтвортой фазын цементит хэлбэрээр тунадасждаг. Энэ нь графитжуулагч бодис болох цахиурын агууламж багатай, хөргөлтийн хурдаар хангагдсан байдаг. Энэ хур тунадасны дараа цементит нь том тоосонцор хэлбэрээр үүсдэг.
Төмрийн карбидын тунадасжих явцад тунадас нь анхны хайлмалаас нүүрстөрөгчийг татаж, улмаар хольцыг эвтектикт ойртсон нэг рүү шилжүүлдэг. Үлдсэн үе шат нь төмрийг нүүрстөрөгчийн аустенит болгон бууруулж, хөргөсний дараа мартенсит болж хувирдаг.
Эдгээрт агуулагдах эвтектик карбидууд нь хур тунадасны хатууралтыг хангахад хэт том хэмжээтэй байдаг. Зарим гангийн хувьд цементийн тунадас нь хамаагүй бага байж болох бөгөөд энэ нь цэвэр төмрийн феррит матрицаар дамжих шилжилт хөдөлгөөнийг саатуулж, хуванцар деформацид хүргэдэг. Тэдгээр нь зөвхөн өөрийн хатуулаг ба эзэлхүүний фракцын ачаар цутгамал төмрийн хатуулгийг нэмэгдүүлдэг давуу талтай. Үүний үр дүнд массын хатуулгийг хольцын дүрмээр ойролцоогоор тодорхойлох боломжтой болно.
Энэ хатуулаг нь ямар ч тохиолдолд хатуулгийн зардлаар санал болгодог. Цагаан цутгамал төмрийг ерөнхийд нь цемент гэж ангилж болно, учир нь карбид нь материалын томоохон хэсгийг бүрдүүлдэг. Цагаан төмөр нь бүтцийн эд ангиудад хэрэглэхэд хэтэрхий хэврэг боловч сайн хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, хямд өртөгтэй тул зутан шахуургын элэгдлийн гадаргуу болгон ашиглаж болно.
Зузаан цутгамал хайлмалыг цагаан ширэм шиг хатууруулахад хангалттай хурдацтай хөргөхөд хэцүү байдаг ч цагаан ширэмийг хатууруулахын тулд хурдан хөргөлтийг ашиглаж болох бөгөөд үүний дараа үлдсэн хэсэг нь хөргөнө. бага хурдтайгаар хөргөж, саарал цутгамал төмрийн голыг бүрдүүлнэ. Ийм цутгамал хийцийг хөргөсөн цутгамал гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хатуу гадаргуутай боловч илүү хатуу дотоод засалтай байх давуу талуудыг агуулдаг.
Өндөр хромын цагаан төмрийн хайлш нь 10 тонн орчим сэнсийг их хэмжээгээр цутгахад элс цутгах чадвартай байв. Энэ нь хром нь илүү их зузаантай материалаар дамжуулан карбидыг үйлдвэрлэхэд шаардагдах хөргөлтийн хурдыг бууруулдагтай холбоотой юм. Маш сайн элэгдэлд тэсвэртэй карбидыг хромын элементүүдээр үйлдвэрлэдэг.
Зөөлөн төмрийн цутгамал
Зөөлөн цутгамал төмөр нь цагаан төмрийн цутгамал хэлбэрээр эхэлж, дараа нь 950 ° C-ийн температурт хоёр эсвэл нэг өдрийн турш халааж, дараа нь ижил хугацаанд хөргөнө.
Дараа нь төмрийн карбид дахь нүүрстөрөгч нь энэ халаалт, хөргөлтийн процессын улмаас бал чулуу, феррит болон нүүрстөрөгч болж хувирдаг. Энэ нь бага процесс боловч гадаргуугийн хурцадмал байдал нь бал чулууг үйрмэг биш харин бөмбөрцөг хэлбэртэй бөөмс болгон хувиргах боломжийг олгодог.
Бөмбөрцөг нь харьцангуй богино бөгөөд тэдгээрийн харьцаа бага тул бие биенээсээ хол байдаг. Тэд мөн доод хөндлөн огтлол, тархалтын хагарал, фотон агуулдаг. Хумсаас ялгаатай нь тэдгээр нь саарал цутгамал төмрийн стрессийн концентрацийн асуудлыг арилгахад оролцдог мохоо хил хязгаарыг агуулдаг. Ерөнхийдөө уян хатан цутгамал төмрийн шинж чанар нь зөөлөн гангийн шинж чанартай байдаг.
Уян хатан төмөр цутгах
Заримдаа зангилааны цутгамал гэж нэрлэдэг энэ цутгамал нь маш жижиг зангилаа хэлбэртэй бал чулуутай, бал чулуу нь төвлөрсөн давхарга хэлбэртэй, улмаар зангилаа үүсгэдэг. Үүнээс шалтгаалан шинж чанарууд ньуян хатан цутгамал төмөрЭдгээр нь бал чулууны ширхэгээс үүссэн стресс концентрацийн нөлөөгүй хөвөн ган юм.
Нүүрстөрөгчийн агууламж 3-4 хувь, цахиурынх 1.8-2.8 хувь байна. Эдгээр хайлшуудад бага хэмжээний 0.02-0.1% магнийн агууламж, зөвхөн 0.02-0.04% цери зэргийг нэмбэл бал чулуун эгнээний ирмэгүүдтэй наалдсанаар бал чулууны хур тунадас үүсэх хурдыг удаашруулдаг.
Нүүрстөрөгч нь бусад элементүүдийг сайтар хянаж, процессын явцад цагийг зөв тохируулснаар материал хатуурах тусам бөмбөрцөг хэлбэртэй бөөмс болон хуваагдах боломжтой байдаг. Үүссэн хэсгүүд нь уян хатан цутгамал төмөртэй төстэй боловч хэсгүүдийг илүү том хэсгүүдээр цутгаж болно.
Хайлшлах элементүүд
Цутгамал төмрийн шинж чанарыг өөрчилж, цутгамал төмрийн төрөл бүрийн хайлш эсвэл хайлшаар нэмдэг. Нүүрстөрөгчтэй зэрэгцэн цахиур элемент нь нүүрстөрөгчийг уусмалаас шахах чадвартай байдаг. Цахиурын бага хувь нь нүүрстөрөгчийг уусмалд үлдээж, төмрийн карбид үүсгэж, цагаан цутгамал төмрийг үүсгэдэг тул үүнийг бүрэн гүйцэд хийж чадахгүй.
Цахиурын илүү их хувь буюу концентраци нь уусмалаас нүүрстөрөгчийг шахаж, дараа нь бал чулуу үүсгэж, саарал цутгамал төмрийг үүсгэдэг. Бусад хайлшлагч бодисуудад марганец, хром, титан, дараа нь ванадий орно. Эдгээр нь цахиурын эсрэг үйлчилгээтэй бөгөөд нүүрстөрөгчийг хадгалах, улмаар карбид үүсэхийг дэмждэг. Никель ба зэсийн элемент нь хүч чадал, боловсруулах чадварыг нэмэгдүүлдэг давуу талтай боловч дараа нь үүссэн нүүрстөрөгчийн хэмжээг өөрчлөх боломжгүй байдаг.
Бал чулуу хэлбэртэй нүүрстөрөгч нь илүү зөөлөн төмрийг үүсгэдэг бөгөөд ингэснээр агшилтын нөлөөг бууруулж, бат бөх чанарыг бууруулж, агуулагдах нягтыг бууруулдаг. Хүхэр нь агуулагдах үедээ ихэвчлэн бохирдуулагч бөгөөд төмрийн сульфид үүсгэдэг бөгөөд энэ нь бал чулуу үүсэхээс сэргийлж, хатуулгийг нэмэгдүүлдэг.
Хүхрийн сул тал нь хайлсан цутгамал төмрийг наалдамхай болгодог бөгөөд энэ нь согог үүсгэдэг. Хүхрийн нөлөөг арилгах, арилгахын тулд уусмалд манган нэмнэ. Энэ нь хоёрыг нэгтгэх үед төмрийн сульфидын оронд манганы сульфид үүсгэдэг тул үүнийг хийдэг. Үүссэн манганы сульфид нь хайлмалаас хөнгөн бөгөөд хайлмалаас хөвж, шаар руу орох хандлагатай байдаг.
Хүхрийн нөлөөг арилгахад шаардлагатай манганы ойролцоогоор хэмжээ нь 1.7 нэгж хүхрийн агууламж ба дээрээс нь 0.3 хувь нэмнэ. Үүнээс илүү их хэмжээний манганы нэмбэл манганы карбид үүсэх ба энэ нь саарал төмрийн хатуулаг, хөргөлтийг нэмэгдүүлдэг бөгөөд манганы 1 хүртэлх хувь нь хүч чадал, нягтралыг нэмэгдүүлдэг. Никель нь перлит болон бал чулууны бүтцийг боловсронгуй болгох, улмаар бат бөх чанарыг сайжруулж, зүсэлтийн зузаан хоорондын хатуулгийн зөрүүг жигд болгодог тул хамгийн ерөнхий хайлшлагч элементүүдийн нэг юм.
Чөлөөт бал чулууг багасгаж, хүйтэн жавар үүсгэхийн тулд хромыг бага хэмжээгээр нэмдэг. Учир нь хром нь хүчирхэг карбидын тогтворжуулагч бөгөөд зарим тохиолдолд никельтэй хамт ажиллаж чаддаг. Мөн хромын хувьд бага хэмжээний цагаан тугалга нэмж болно. Зэсийг шанага эсвэл зууханд 0.5-2.5 хувийн дарааллаар нэмдэг бөгөөд энэ нь хөргөлтийг бууруулж, бал чулууг цэвэршүүлэх, шингэнийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Молибденийг мөн 0.3 хувиас 1 хувийн дарааллаар нэмж, хүйтнийг нэмэгдүүлж, бал чулууг боловсронгуй болгож, перлитийн бүтцийг сайжруулж болно.
Өндөр бат бэх индүү үйлдвэрлэхийн тулд ихэвчлэн никель, зэс, хромтой уялдуулан нэмдэг. Титан элементийг нэмж хийгүйжүүлэгч, исэлдүүлэгч бодисоор ажиллаж, шингэнийг нэмэгдүүлдэг. Цутгамалд 0.15-0.5 хувийн ванадий элемент нэмдэг бөгөөд цементитийг тогтворжуулах, хатуулгийг нэмэгдүүлэх, элэгдэл, дулааны нөлөөллийг тэсвэрлэхэд тусалдаг.
Циркон нь бал чулуу үүсгэхэд тусалдаг бөгөөд ойролцоогоор 0.1% - 0.3% хүртэл нэмэгддэг. Энэ элемент нь мөн исэлгүйжүүлж, шингэнийг нэмэгдүүлэхэд тусалдаг. Зөөлөн төмрийн хайлмал дахь цахиурын хэмжээг нэмэгдүүлэхийн тулд висмутыг 0.002 хувиас 0.01 хувийн хуваарьтай хийнэ. Цагаан төмрийн найрлагад бор элементийг нэмдэг бөгөөд энэ нь уян хатан төмөр үйлдвэрлэхэд тусалдаг ба висмут элементийн бүдүүн байдлыг бууруулдаг.