Austenitik paslanmayan polad. Yüksək alaşımlı austenitik poladlar və ərintilər. Ausnitik poladdan hazırlanmış məhsullar
Ostenitik istiliyədavamlı poladlar mühərrik klapanlarının, qaz turbinlərinin bıçaqlarının və reaktiv mühərriklərin digər "isti" hissələrinin istehsalı üçün istifadə olunur - əsasən 600-700 ° C-də işləmək üçün.
Bütün ostenitik istiliyədavamlı poladlarda çoxlu miqdarda xrom və nikel, həmçinin digər elementlərin əlavələri var.
Ostenitik istiliyədavamlı çeliklər bir sıra ümumi xüsusiyyətlərə malikdir - yüksək istilik müqaviməti və miqyaslı müqavimət, yüksək çeviklik, yaxşı qaynaq qabiliyyəti və böyük xətti genişlənmə əmsalı. Bununla belə, pearlit və martensitik poladlarla müqayisədə, onlar texnoloji cəhətdən daha az inkişaf etmişlər: bu ərintilərin emalı və kəsilməsi çətindir; qaynaq tikişi kövrəkliyi artırdı; Həddindən artıq qızdırma nəticəsində əldə edilən qaba dənəli struktur istilik müalicəsi ilə düzəldilə bilməz, çünki bu çeliklərdə faza yenidən kristallaşma yoxdur. 550-600 °C aralığında bu poladlar çox vaxt taxıl sərhədləri boyunca müxtəlif fazaların yağıntısı səbəbindən kövrəkləşirlər.
Ostenitik poladları iki qrupa bölmək olar:
1) istilik müalicəsi ilə bərkidilməyən, yəni dispersiya ilə sərtləşməyə meylli deyil (şərti olaraq onları homojen adlandıraq, baxmayaraq ki, əslində ikinci fazaları ehtiva edir, lakin güclü qocalma effektinə səbəb olmayan miqdarda):
2) istilik müalicəsi ilə bərkimiş və bərkidildikdən + istiləşmədən sonra istifadə olunur. Gücləndirmə karbid, karbonitrid və ya intermetal fazaların çökməsi səbəbindən yaranır. Yaşlanma qabiliyyəti müəyyən elementlərin (xrom və nikel istisna olmaqla) həllolma həddini aşan miqdarda olması ilə əlaqədardır.
Xrom və nikel bu poladların əsas alaşımlı komponentləridir. Birincisi miqyas müqavimətini, nikel isə austenitin dayanıqlığını təyin edir. Nikel çatışmazlığı ilə α-fazanın qismən formalaşması mümkündür, bu da istilik müqavimətini pozur.
Ən əhəmiyyətli ostenitik istiliyədavamlı poladların tərkibi cədvəldə verilmişdir. 67. Birinci (homogen) qrupun poladları istiliyədavamlı və paslanmayan polad kimi istifadə olunur, ona görə də onlar növbəti fəsildə daha ətraflı təsvir ediləcək, lakin burada biz özümüzü onların miqyasına qarşı müqaviməti və istiliyə davamlılığı haqqında məlumatlarla məhdudlaşdıracağıq (bax. Cədvəl 68, 69).
İş temperaturunda (500-700 °C) uzun müddət məruz qalma, taxıl sərhədləri boyunca artıq fazaların ayrılması (Şəkil 336) və metallararası birləşmə olan sözdə -fazanın (siqmatizasiya) əmələ gəlməsi səbəbindən poladı kövrəkləşdirir. tip Bu çevrilmələr çox yavaş gedir.
İkinci qrupun poladları, birincidən fərqli olaraq, qeyri-sabitdir və bərk məhlulun parçalanması səbəbindən sərtləşməyə meyllidir (özlülük azalır).
Bu poladların istilik müalicəsi suda 1050-1100°C-də söndürülməsindən və 600-750°C-də istiləşmədən ibarətdir. Bu tavlama - yaşlanma səbəbiylə sərtliyin artmasına səbəb olur
Cədvəl 67. (skan bax) Ostenitik istiliyədavamlı poladların tərkibi (QOST 5632-72), %
düyü. 336. Ostenitik istiliyədavamlı poladın mikro quruluşu, a - sərtləşdikdən sonra; b - 650 °C-də qocaldıqdan sonra
dispersiyanın sərtləşməsi: qocalma zamanı artıq fazalar əsasən taxıl sərhədləri boyunca sərbəst buraxılır (bax. Şəkil 336).
Əlbəttə ki, belə istilik müalicəsinin məqsədi istilik müqavimətini artırmaqdır; İkinci qrupun austenit poladları istilik müqavimətinə malikdir
ikinci fazanın incə paylanması ilə izah edilən homojen austenitik çeliklərdən daha yüksəkdir, lakin bu, yalnız qısa xidmət müddətləri üçün üstünlükdür; uzun xidmət müddətində artıq bərkimə fazası laxtalanır və sonra homojen ərintilər istiliyə davamlılıqda yağışla bərkidici ərintiləri üstələyə bilər.
Bunu cədvəldə verilmiş məlumatların müqayisəsindən görmək olar. 68 və 69.
Cədvəl 68. (skan bax) Bəzi austenitik poladların xassələri (homogen)
Cədvəl 69. (bax. skan) Bəzi yağıntılara qarşı sərtləşən austenitik poladların istiliyədavamlı xüsusiyyətləri
Daha çox və ya daha az ümumi məqsədlər üçün bu poladlara əlavə olaraq, daha dar tətbiqlər üçün austenitik istiliyədavamlı çeliklər var: yüksək miqyaslı müqavimətə malik tökmə hissələr üçün (soba hissələri, məsələn, retortlar), qızdırılan təbəqə örtük materialı və s.
Bu xüsusi istiliyədavamlı və miqyasda davamlı ərintilərdən bəzilərinin miqyaslı müqavimətini göstərən tərkibləri Cədvəldə verilmişdir. 62.
Yüksək temperaturdan otaq temperaturuna və aşağıda soyudulmuş zaman γ-bərk məhlulun (austenit) strukturunu saxlayan xrom, nikel və manqanla ərintilənmiş polad. Ferritik paslanmayan poladdan fərqli olaraq, austenitik paslanmayan polad qeyri-maqnitdir, orta sərtliyə və möhkəmliyə, aşağı məhsuldarlığa və yüksək çevikliyə malikdir. Müqəddəslər (b və d) 50%). Ostenitik paslanmayan poladla əlaqədar olaraq, sərtləşmə istilik əməliyyatıdır. austenitik quruluşu düzəldən emal. Poladdakı nikel və ya manqan tərkibi tam austenitik strukturun əmələ gəlməsi üçün kifayət etmədikdə, ara strukturlar alınır: austenit + ferrit, austenit + martensit və s. austenit strukturunun formalaşmasında manqanın, austenit + ferrit və ya Austenit-4-martensit daha çox inkişaf etmişdir.
Xrom tərkibinin artması, titan, niobium, silisium, tantal, alüminium və molibdenin tətbiqi ferrit fazasının meydana gəlməsinə kömək edir. Nikel tərkibinin artması və azot, karbon və manqanın daxil olması, əksinə, austenitin mövcudluğunun diapazonunun genişlənməsinə və onun daha sabitliyinə kömək edir. Austenit əmələ gətirmə təsirinin effektivliyinə görə ərinti elementləri aşağıdakı ardıcıllıqla yerləşdirilir. ardıcıllıqlar (şərti əmsalları göstərən): karbon (30), azot (26), nikel (1), manqan (0,6-0,7), mis (0,3). Ferrit əmələ gətirən elementlər: alüminium (12), vanadium (11), titan (7,2-5), silisium (5,2), niobium (4,5), molibden (4,2), tantal (2,8), volfram (2,1), xrom (1) ).
Paslanmayan austenitik poladın 700-900°-də uzun müddət qızdırılması və ya yüksək temperaturdan yavaş soyuması sərt və kövrək intermetal qurğuşun fazasının əmələ gəlməsinə səbəb olur ki, bu da özlülüyün çox güclü itkisinə səbəb ola bilər. Poladın 900°-dən yuxarı qızdırılması bu fenomeni aradan qaldırır, kövrək a-fazanın bərk məhlula keçidini təmin edir. a-fazanın çökməsi bilavasitə austenitdən və ya strukturunda 0-fazaya malik olan u-N.a.s-ın çevrilməsindən sonra əmələ gələn ferritdən baş verə bilər, istilik dəyişiklikləri nəticəsində krekinqlərə daha çox meyllidir. Alaşımlı elementlərin martensitik çevrilmə temperaturunun azalmasına təsirinin effektivlik dərəcəsi nəticədə artır. sifariş: silisium (0,45), manqan (0,55), xrom (0,68), nikel (1), karbon və ya azot (27).
Karbidlərin bərk məhluldan (austenit) ayrılması, tərkibindəki alaşımlı elementlərin konsentrasiyasının dəyişməsinə səbəb olur ki, bu da qismən struktur transformasiyasına və maqnit dəyişikliyinə səbəb ola bilər, xüsusən də y ~ və bölgələri arasındakı sərhədə yaxın olan ərintilərdə. a-mərhələləri. Bu transformasiya əsasən bərk məhlulun karbon və xromun ən çox tükəndiyi taxıl sərhədləri boyunca baş verir ki, bu da poladı danələrarası korroziyaya meylli edir. Təcavüzkar mühitə məruz qaldıqda, belə polad tez xarab olur və nə qədər güclü olarsa, karbon tərkibi bir o qədər yüksəkdir.
Qısa müddət üçün ara qrupun (00X18N10, 00X17G9AN4, 0X17N5G9BA) paslanmayan austenitik polad. 5-30 dəqiqə qızdırın. intergranular korroziyaya çox meylli olmur. Bu, qaynaq birləşməsində və istilik zonasında intergranular korroziya riski olmadan qaynaq aparılmasına imkan verir. kifayət qədər tez həyata keçirildikdə təsir göstərir.
Xrom-nikel poladının gücü soyuq yayma, çəkmə və ştamplama zamanı işin sərtləşdirilməsi ilə əhəmiyyətli dərəcədə artırıla bilər. Bu halda Bb təbəqə və lent üçün 120 kq!mm2-ə çata bilər, 0O.2 plastik üçün 100-120 kq!mm2-ə qədər artır. xassələri 50-60%-dən 10-18%-ə düşür. Bununla belə, bu plastiklik ehtiyatı hissələrin istehsalı üçün kifayətdir. məftil üçün 180-260 kq!mm2-ə qədər artır. Paslanmayan ferritik və yarı ferritik poladla müqayisədə
18-8 tipli xrom-nikel poladları (00Х18Н10, 0Х18Н10, Х18Н9, 2Х18Н9). Aşağı karbon tərkibli poladlar (00Х18Н10 və 0Х18Н10) Ch istifadə olunur. arr. qaynaq üçün elektrod teli kimi. Qaynaq telinin karbon tərkibi nə qədər aşağı olarsa, korroziya bir o qədər yüksək olar. qaynaq davamlılığı. Kh18N9 və 2Kh18N9 poladları hətta qısa müddət ərzində danələrarası korroziyaya güclü meyl göstərir. orta temperatur aralığında qızdırılır, buna görə də qaynaqdan sonra hissələr austenitik bir quruluşa sərtləşməyə məruz qalır. Əsasən X18N9 və 2X18N9 poladları, spot və ya diyircəkli elektrik qaynağı ilə birləşdirilən yüksək möhkəmlikli təyyarə və avtomobil hissələrinin istehsalı üçün soyuqda bərkimiş vəziyyətdə istifadə olunur.
12-14% xrom tərkibli xrom-manqan-nikel polad Kh14G14N qaynaq zamanı və təhlükəli temperatur diapazonunda qızdırıldıqdan sonra intergranular korroziyaya meyllidir. Yüksək çeviklik və qeyri-maqnit xüsusiyyətləri tələb edən avadanlıq hissələri üçün istifadə olunur. Korroziya davamlılıq 12-14% xromlu poladlara yaxındır. Sərtləşdikdən sonra möhkəmliyə görə 18-8 tipli poladdan üstündür. Əllə və avtomatik olaraq qənaətbəxş şəkildə qaynaqlanır. 18-8 tipli xrom-nikel poladdan hazırlanmış doldurucu məftildən istifadə edərək rulon və spot qaynaq. Termal Qaynaqdan sonra poladın müalicəsi (nöqtə emalı istisna olmaqla) karbon tərkibindən asılı olaraq QOST 6032-58 uyğun olaraq qaynaqlanmış nümunələrin intergranular korroziyaya nəzarət sınaqları üsulu ilə müəyyən edilir.
Polad 2Х13Г9Н4 yüksək güclü strukturların istehsalı üçün istifadə olunur, ch. arr. soyuq haddelenmiş profillərdən. lentlər. Bu poladın möhkəmliyi və sərtliyi soyuq deformasiya zamanı 18-8 tipli xrom-nikel poladdan daha sürətlə artır. Buna görə də, soyuq yuvarlanan zolaqlar, həddindən artıq çeviklik itkisinin qarşısını almaq üçün böyük dərəcədə deformasiyaya yol verilməməlidir.
Bu polad dərin soyuq şəraitdə etibarlı işləyir və qida sənayesində geniş istifadə olunur. Yüksək mexaniki saxlayır St. 450°-ə qədər. Kristallararası korroziyaya meyllidir, buna görə də Ch kimi xidmət edir. arr. əlaqəsi spot və ya rulon qaynağı ilə həyata keçirilən hissələrin istehsalı üçün. Eyni səbəbdən, istilik zamanı soyuq haddelenmiş zolaqları emal edərkən daha yüksək səviyyələrdən istifadə edilməlidir. soyutma dərəcəsi.
X rom-manqan-nikel poladları 17-19% xrom tərkibli və azotun əlavə edilməsi ilə (X17AG14 və X17G9AN4) atmosfer korroziyasına və oksidləşdirici mühitlərə yüksək müqavimət göstərir. Qövs, arqon-qövs, qaz və hidrogen atom qaynağından istifadə edərək istehsal olunan hissələr üçün aşağı karbon tərkibli poladdan (0,03-0,05%) istifadə etmək və qaynaqlanmış hissələrdə intergranular korroziyaya meylin görünməməsi üçün prosesə ciddi nəzarət etmək lazımdır. oynaqlar. Nöqtə və ya diyircəkli qaynaqdan istifadə edərək istehsal olunan hissələr və qaynaqdan sonra termal şoka məruz qalan hissələr üçün. emal, həmçinin atm-də işləyən hissələr üçün. şərtlərdə daha yüksək karbon tərkibli bu tip polad istifadə edilə bilər.
Titan və ya niobium əlavələri olan 18-8 tipli xrom-nikel poladları (Х18Н9Т, Х18Н10Т, 0Х18Н10Т, 0Х18Н12Т, 0Х18Н12Б). Titan və ya niobium əlavələri poladın qranulyar korroziyaya həssaslığını azaldır. Titan və niobium TiC və NbC kimi sabit karbidlər əmələ gətirir, korroziyaya davamlılığı artırmaq üçün faydalı olan xrom isə karbidlərin bir hissəsi deyil və bərk məhlulda qalır. Titan poladdan 4-5,5 dəfə, niobium isə karbondan 8-10 dəfə çox daxil olur. Titan və ya niobiumun karbona nisbətdə məzmunu aşağı həddə olduqda, polad həmişə intergranular korroziyaya davamlı deyil, xüsusən orta temperaturda (500-800 °) hissələrin uzun xidmət müddəti şəraitində. Bu, titanın bir hissəsini nitridlərə bağlayan poladda həmişə mövcud olan azotun təsiri, həmçinin istilik müalicəsinin təsiri ilə əlaqədardır. İstilik zamanı poladın həddindən artıq istiləşməsi emal (1100°-dən yuxarı) və ya qaynaq, xüsusilə Ti ^5 (%G -0.02) düsturuna əsasən titan və karbon arasındakı nisbətin aşağı həddə olduğu hallarda zərərli hesab edilir. Bu halda, 1150°-dən yuxarı temperaturda bərkimiş 1Kh18N9T polad intergranular korroziyaya meylli olur. Normalarda istilik rejimləri. emal (1050°-dən sərtləşmə) və qısa müddətə. isitmə zamanı titan və ya niobiumun karbona nisbətinin müvafiq olaraq ən azı 5 və 10 olması lazımdır.500-750°-də hissələrin müddəti və xidmət müddəti üçün bu nisbətlərin titan üçün ən azı 7-10 olması vacibdir. və niobium üçün 12. Poladın intergranular korroziyaya həssaslığını azaltmaq üçün karbon tərkibini 0,03-0,05% -ə qədər azaltmaq məsləhətdir. Bu tip poladdan qaynaqlanmış birləşmələrin korroziyaya davamlılığı əsasdakı titan və karbonun tərkibindən asılıdır. metal və qaynaq qaynağı. Çünki Titan qaynaq zamanı çox yanır, buna görə elektrodlar üçün xüsusi olanlar istifadə olunur. doldurucu teldə titan itkisini kompensasiya etmək üçün ferro-titan şəklində titan ehtiva edən örtüklər. Çox vaxt, titansız, lakin çox az (^0,06%) karbon tərkibli (0Х18Н9 və 00Х18Н10 poladları) və ya niobium (0Х18Н12Б) ilə 18-12 tipli poladdan elektrodlar olan 18-8 tipli xrom-nikel poladdan hazırlanmış doldurucu məftillər. istifadə olunur. Tərkibində azot olan mühitlərdə işləyən 1Х18Н9Т poladdan qaynaqlanmış birləşmələrdə poladda karbonun miqdarının artması (>0,06%) səbəbindən bıçaq tipli korroziya baş verə bilər. Buna görə də, azot turşusu istehsalı üçün avadanlıqların hissələri 0,06% karbon tərkibli 0Х18Н10Т poladdan hazırlanır. Bundan əlavə, belə polad daha yüksək ümumi korroziya müqavimətinə malikdir.
İkifazalı quruluşa (y+a) malik olan polad və titan arasında qaynaqlanmış birləşmənin çökdürülmüş qaynaq metalında orta temperatur (650-800°) diapazonunda uzun müddət isitmə zamanı a -^a çevrilməsi mümkündür. qaynağa yüksək kövrəklik verir. Qaynaqın möhkəmliyini bərpa etmək və korroziyanı artırmaq. Davamlılıq üçün 850-900° temperaturda stabilləşdirici müalicədən istifadə etmək tövsiyə olunur. O, həmçinin maqnezium xlorid və xlor ionları olan digər mühitlərdə qaynayan sərtləşməni aradan qaldırmaq və stres korroziyasının krekinqini aradan qaldırmaq üçün çox faydalıdır.
Xrom-manqan-nikel polad niobium əlavəsi ilə 0Kh17N5G9BA daha yüksəkdir intergranular korroziyaya və yüksək korroziyaya qarşı müqavimət. azot qazında işləyən qaynaqlı birləşmələrdə müqavimət. Polad təhlükəli temperaturlara uzun müddət məruz qaldıqda dənələrarası korroziyaya qarşı tam immunitetə malik deyildir, 500-750°-də uzun müddət qızdırıldıqdan sonra dənələrarası korroziyaya meyl göstərir (şək. 7). Yüksək temperaturda təxminən eyni mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir. Müqəddəslər, 18-8 tipli xrom-nikel poladları.
Polad Kh14G14NZT daha yüksəkdir möhkəmlik və yüksək çeviklik, intergranular korroziyaya meylli deyil və sonrakı istilik müalicəsi olmadan qaynaqlanmış hissələrin istehsalı üçün istifadə edilə bilər. emal. Mexanik Bu poladın xüsusiyyətləri soyuq yayma ilə artırıla bilər. 500-700° temperatur aralığında qızdırma mexaniki xassələri dəyişmir. Otaq temperaturunda müqəddəs polad. Polad çubuqlar, təbəqələr və zolaqlar şəklində istehsal olunur və niobiumsuz və ya 18-8 tipli polad qaynaq məftilindən istifadə edərkən bütün növ qaynaqlarla yaxşı qaynaq edilə bilər.
Xrom-nikel-molibden poladlarıХ17Н13М2Т və X 17H 13M 3T incəsənət, gübrə istehsalı üçün avadanlıq istehsalında, dəftərxana sənayesində, kimya sənayesində istifadə olunur. maşınqayırma və neft emalı sənayesi. Çeliklər kükürd, qaynayan fosfor, qarışqa və sirkə turşusu və yüksək molibden tərkibli çeliklərə qarşı yüksək korroziyaya davamlılıq göstərir - ağartma əhənginin isti məhlullarında. Yüksək karbon tərkibli poladlar (>0,07%) qaynaq və yavaş soyutma zamanı, eləcə də orta diapazonda uzun müddət qızdırılan şəraitdə intergranular korroziyaya meylli olur: temperatur.
Xrom-nikel-molibden poladları qaynaq materialı ilə eyni tərkibli doldurucu teldən istifadə edərək yaxşı qaynaq edilə bilər.
Xrom-nikel-molibden polad 0Х23Н28М2Т, molibden əlavəsi və yüksək nikel tərkibi sayəsində 60°C-dən çox olmayan temperaturda sulfat turşusunun seyreltilmiş məhlullarında (20%-ə qədər), florid birləşmələri olan fosfor turşusunda və digər yüksək aqressiv mühitlərdə yüksək korroziyaya davamlılığa malikdir. Sənət və gübrə istehsalı üçün maşın hissələrində istifadə olunur. Ostenitə sərtləşdikdən sonra polad orta gücə və yüksək çevikliyə malikdir, yaxşı qaynaq qabiliyyətinə malikdir. Titan tərkibinə baxmayaraq, polad qısa müddətdən sonra dənəvərlər arası korroziyaya meylli olur. titan tərkibinin karbon tərkibinə nisbəti 7-dən az olarsa, 650°-də qızdırılır.
Paslanmayan austenit poladın texnoloji xüsusiyyətləri kifayət qədər qənaətbəxşdir, təzyiqlə müalicə 1150-850°-də aparılır, mis ilə poladlar üçün isti işləmə diapazonu daralır (1100-900°). Yüksək temperaturda paslanmayan austenitik polad martensitik və ferritik poladlara nisbətən taxıl böyüməsinə daha az meyllidir. Otaq temperaturunda N.a.s. yüksək əmsala malikdir. xətti genişlənmə, artan istilik temperaturu ilə artır və azaldılmış əmsal. istilikkeçirmə. Lakin yüksək temperaturda a və q arasındakı fərq N.a.s. və ferritik dərəcəli polad azalır. Buna görə də, istilik N.a.s. aşağıda Temperatur yavaş-yavaş, yüksək temperaturda (800°-dən yuxarı) isə tez aparılmalıdır.
Lit.: Ximushin F.F., Paslanmayan poladlar, M., 1963; onun, “Keyfiyyətli Polad”, 1934, № 4; 1935, № 1;
Xİmuşin F.F. və Kurova O.İ., eyni yerdə, 1936, No 6; Ximuşin F.F.2 Ratner S.İ., Rudbax Z. Ya., "Polad", 1939, № 8, s. 40; Medovar B.I., Xrom-nikel austenit poladlarının qaynağı, 2-ci nəşr, Kiyev - M., 1958; Metallurgiya və poladın istilik müalicəsi. Kataloq, 2-ci nəşr, 2-ci cild, M., 1962;
Schaeffler
A.
L., «
Metal
Progr.", 1949,v. 56, № 5, r. 680;PostS. V., E, b e g 1 yW.
S., «
Trans.
Amer. Soc. Metallar”, 1947, v. 39, səh. 868; Siqma fazasının təbiəti, baş verməsi və təsiri haqqında simpozium, Phil., 1951 (ASTM. Special techn. publ, No. 110); Paslanmayan poladlar üçün qiymətləndirmə testləri üzrə simpozium, , 1950 (ASTM. Xüsusi texnologiya nəşri, № 93); Rosenberg S. J., D a r r J. H., “Trans. Amer. Soc. Metallar, 1949, v. 41, səh. 1261; K r 1 v o b o k V. N., Linkoln R. A., ibid., 1937, v. 25, № 3.
poladlar austenitik, austenitik-ferrit, austenitik-martenzitik bölünür.
www..htm
Mövcud austenitik yüksək alaşımlı çeliklər və ərintilər əsas alaşımlı elementlərin - xrom və nikelin tərkibinə və ərinti bazasının tərkibinə görə fərqlənir. Yüksək alaşımlı austenitik poladlar 55% -ə qədər miqdarda müxtəlif elementlərlə ərintilənmiş dəmir əsaslı ərintilər hesab olunur, burada əsas alaşımlı elementlərin - xrom və nikelin tərkibi adətən müvafiq olaraq 15 və 7% -dən çox deyil. Ostenitik ərintilərə dəmir və nikel nisbəti 65% -dən çox olan dəmir-nikel ərintiləri və nikelin dəmirə nisbəti 1:1,5 və nikel tərkibi ən azı 55% olan nikel ərintiləri daxildir.
Ostenitik poladlar və ərintilər təsnif edilir
- ərinti sisteminə görə,
- struktur sinfi,
- xassələri
- və rəsmi məqsəd.
Yüksək alaşımlı poladlar və ərintilər geniş temperatur diapazonunda işləyən strukturların istehsalı üçün kimya, neft, energetika və digər sənayelərdə geniş istifadə olunan ən vacib materiallardır. Sıfırdan aşağı temperaturda yüksək mexaniki xassələrinə görə yüksək alaşımlı poladlar və ərintilər bir sıra hallarda soyuq davamlı çeliklər kimi istifadə olunur. Alaşımlı elementlərin müvafiq seçimi bu poladların və ərintilərin xüsusiyyətlərini və əsas xidmət məqsədini müəyyən edir (Cədvəl 1 – 3).
Korroziyaya davamlı poladların xarakterik xüsusiyyəti onların aşağı karbon tərkibidir (0,12% -dən çox deyil). Müvafiq ərintilər və istilik müalicəsi ilə poladlar həm qaz mühitində, həm də turşuların, qələvilərin və maye metal mühitlərin sulu məhlullarında 20°C-də və yüksək temperaturda yüksək korroziya müqavimətinə malikdir.
İstiliyədavamlı çeliklər və ərintilər yüksək temperaturda yüksək mexaniki xüsusiyyətlərə və uzun müddət istilik yüklərinə tab gətirmək qabiliyyətinə malikdir. Bu xüsusiyyətləri vermək üçün çeliklər və ərintilər gücləndirici elementlərlə - molibden və volfram (hər biri 7% -ə qədər) ilə ərintilənir. Bəzi poladlara və ərintilərə daxil edilən vacib bir ərinti əlavəsi taxılın incəliyinə kömək edən bordur.
İstiliyədavamlı poladlar və ərintilər 1100 – 1150°C temperaturda qaz mühitində səthin kimyəvi məhvinə davamlıdır. Onlar adətən yüngül yüklü hissələr (istilik elementləri, soba fitinqləri, qaz kəmərləri sistemləri və s.) üçün istifadə olunur. Bu poladların və ərintilərin yüksək miqyaslı müqaviməti, metalı qaz mühiti ilə təmasdan qoruyan hissələrin səthində güclü və sıx oksidlərin yaranmasına kömək edən alüminium (2,5% -ə qədər) və silisium ilə ərintilərlə əldə edilir.
Alaşımlama sisteminə görə austenitik poladlar iki əsas növə bölünür: xrom-nikel və xrom-manqan. Xrom-nikel-molibden və xrom-nikel-manqan poladları da var.
Havada soyutma nəticəsində əldə edilən əsas quruluşdan asılı olaraq austenitik poladların aşağıdakı sinifləri fərqləndirilir: austenitik-martenzitik, austenitik-ferritik, austenitik.
Dəmir-nikel (30%-dən çox nikel tərkibli) və nikel əsaslarına əsaslanan ərintilər strukturda sabit austenitikdir və havada soyuduqda struktur dəyişikliklərinə malik deyildir. Hal-hazırda austenitik-borid Kh15N15M2BR1 (EP380), Kh25N20S2R1 (EP532), KhN77SR1 (EP615) və yüksək xromlu austenitik KhN35VYu (EP568), KhN50 (EP668) əsas strukturu olan austenitik austenit və ya alüminium poladları və ya alüminium poladları, el müvafiq olaraq evtektik fazalar.
Müvafiq istilik müalicəsindən sonra yüksək alaşımlı poladlar və ərintilər yüksək möhkəmliyə və plastik xüsusiyyətlərə malikdir (cədvəl 4). Karbon poladlarından fərqli olaraq, bu çeliklər bərkidildikdə artan plastik xüsusiyyətlər əldə edirlər. Yüksək alaşımlı poladların strukturları müxtəlifdir və yalnız onların tərkibindən deyil, həm də istilik müalicəsi rejimlərindən, plastik deformasiyanın dərəcəsindən və digər amillərdən asılıdır.
Faza diaqramlarında faza rayonlarının mövqeyi əsasən dəmir-xrom-nikel və ya dəmir-xrom-manqan sistemlərinin psevdo-binar bölmələri şəklində müəyyən edilir (şəkil 1). Dəmir-xrom-nikel ərintiləri bərkidikdən dərhal sonra aşağıdakı növ bərk məhlullara malikdir: α Və γ və qarışıq bərk məhlulların heterojen bölgəsi α + γ . Ostenitin sabitliyi tərkibin sərhədə yaxınlığı ilə müəyyən edilir α - Və γ -regionlar Qeyri-sabitlik orta temperatura qədər qızdırıldıqda və sonrakı soyutma zamanı, sürətli soyutma ilə sabitlənmiş austenit quruluşu qismən martenzitə çevrildikdə özünü göstərə bilər. Bu ərintilərdə nikel miqdarının artması temperaturun azalmasına kömək edir γ → α (M)-çevirmələr (şəkil 2).
düyü. 1. Dəmir-xrom-nikel (a) və dəmir-xrom-manqan (b) faza diaqramlarının şaquli kəsikləri
düyü. 2. Dəmir-xrom-nikel ərintilərinin ərintidən asılı olaraq martensitik çevrilmə temperaturunun dəyişməsi.
Qeyri-sabitlik soyuq deformasiya zamanı, 18-8 tipli poladlar deformasiya dərəcəsindən asılı olaraq, maqnit və mexaniki xassələrini dəyişdikdə özünü göstərir (şək. 3). Bundan əlavə, austenitik çeliklərin qeyri-sabitliyi, karbon və xromun konsentrasiyasının dəyişməsi ilə müşayiət olunan temperatur dəyişdikdə, bərk məhluldan karbidlərin sərbəst buraxılması nəticəsində yarana bilər. Bu, tarazlıq vəziyyətinin pozulmasına və austenitin ferrit və martenzitə çevrilməsinə səbəb olur, əsasən bərk məhlulda xrom və karbonun ən çox tükənməsi müşahidə olunan taxıl sərhədləri boyunca.
düyü. 3. Soyuq deformasiya (sıxılma) dərəcəsindən asılı olaraq xrom-nikel poladının mexaniki xüsusiyyətlərinin dəyişməsi (18% Cr, 8% Ni, 0,17% C)
Dəmir-xrom-manqan ərintilərinin üçlü sistemində, bərkidikdən sonra davamlı bir sıra bərk məhlullar ilə γ -şəbəkə və sonrakı soyutma zamanı ərintinin tərkibindən asılı olaraq müxtəlif allotrop çevrilmələr baş verir. Manqan genişlənən elementlərdən biridir γ - sahəsi və bu baxımdan nikel oxşardır. Kifayət qədər manqan konsentrasiyası (>15%) və xrom (<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.
Xrom-nikel poladlarının kristallaşması zamanı δ-dəmir qəfəsə malik olan xrom-nikel ferritin kristalları əvvəlcə ərimədən düşməyə başlayır (şək. 4). Soyuduqca δ-ferrit kristalları qəfəsli xrom-nikel austenit əmələ gətirir. γ -dəmir, polad isə östenitik bir quruluş əldə edir. Ostenitik-ferritik və austenitik poladlarda karbon xətdən yuxarı temperaturda S.E. bərk məhlulda və interstisial fazalar şəklindədir. Xəttin altındakı poladın yavaş soyuması S.E. kimyəvi birləşmə şəklində bərk məhluldan karbonun ayrılmasına gətirib çıxarır - əsasən taxıl sərhədləri boyunca yerləşən Cr 23 C 6 tipli xrom karbidləri. Xəttin altında daha çox soyutma S.K. taxıl sərhədləri boyunca ikinci dərəcəli ferritin çökməsini təşviq edir. Beləliklə, yavaş-yavaş 20 ° C-ə qədər soyuduqda, polad ikinci dərəcəli karbidlər və ferrit ilə bir ustenitik quruluşa malikdir.
düyü. 4. Ərinti 18% Cr, 8% Ni, 74% Fe üçün karbon tərkibindən asılı olaraq psevdobinar faza diaqramı
Sürətli soyutma (söndürmə) zamanı bərk məhlulun parçalanmasının baş verməsi üçün vaxt olmur və austenit həddindən artıq doymuş və qeyri-sabit vəziyyətdə sabitlənir.
Çökmüş xrom karbidlərinin miqdarı təkcə soyutma sürətindən deyil, həm də poladdakı karbonun miqdarından asılıdır. Tərkibi 0,02 - 0,03% -dən az olduqda, yəni austenitdə həllolma limitindən aşağı olduqda, bütün karbon bərk məhlulda qalır. Ostenitik poladların bəzi kompozisiyalarında sürətlənmiş soyutma isti çatların qarşısını alaraq strukturda ilkin δ-ferritin fiksasiyasına səbəb ola bilər.
Poladdakı ərinti elementlərinin tərkibindəki dəyişiklik faza bölgələrinin vəziyyətinə təsir göstərir. Xrom, titan, niobium, molibden, volfram, silikon, vanadium, ferritizatorlar olmaqla, polad strukturunda ferritik komponentin yaranmasına kömək edir. Nikel, karbon, manqan və azot austenit quruluşunu saxlayır. Bununla belə, nəzərdən keçirilən poladlarda əsas alaşımlı elementlər xrom və nikeldir. Nisbətindən asılı olaraq, poladlar bəzən kiçik (%Ni/%Cr)≤1 və böyük (%Ni/%Cr)>1 austenitik ehtiyatı olan poladlara bölünür.
Titan və niobium ilə ərintilənmiş austenitik xrom-nikel poladlarında təkcə xrom karbidləri deyil, həm də titan və niobium karbidləri əmələ gəlir. Titan Ti > [(%C–0,02)*5] və ya niobium Nb > (%C*10) olduqda, bütün sərbəst karbon (austenitdə həll olunma həddindən yuxarı) titan və ya niobium şəklində buraxıla bilər. karbidlər və austenitik polad danələrarası korroziyaya meylli olmur. Karbidlərin çökməsi poladların möhkəmliyini artırır və plastik xüsusiyyətlərini azaldır. Karbidlərin bu xüsusiyyəti Ni 3 Ti hissəcikləri ilə intermetal sərtləşdirmə ilə birlikdə aparılan istiliyədavamlı poladların karbidlə bərkidilməsi üçün istifadə olunur; Ni 3 (Al, Ti), Fe 2 W, (N, Fe) 2 Ti və s. Intermetallik birləşmələrə həmçinin uzun müddət qızdırma və ya 900-dən aşağı temperaturda yavaş soyutma zamanı xrom-nikel poladlarında əmələ gələn σ-faza daxildir - 950 ° C. Məhdud həll qabiliyyətinə malikdir α - Və γ -bərk məhlullar və əsasən taxıl sərhədləri boyunca sərbəst buraxılaraq, ərintini gücləndirir və eyni zamanda metalın plastik xüsusiyyətlərini və təsir gücünü kəskin şəkildə azaldır. Poladda xromun (16-25%) və ferritləşdirici elementlərin (molibden, silisium və s.) artan konsentrasiyası 700-850°C-də σ fazasının əmələ gəlməsinə kömək edir. Bu fazanın ayrılması əsasən ferritin ara fazasının əmələ gəlməsi ilə baş verir ( γ →α→ σ ) və ya δ-ferrit çevrilməsi (δ → σ ). Bununla belə, onu birbaşa bərk məhluldan təcrid etmək də mümkündür ( γ → σ ).
Tərkibində yüksək xrom və manqan olan xrom-manqan poladlarında yavaş soyutma zamanı da yağıntı müşahidə olunur. σ -mərhələlər. Xrom-manqan və xrom-manqan-nikel poladlarında olan karbon, xüsusilə karbid əmələ gətirən elementlərlə (vanadium, niobium və volfram) birləşdikdə, müvafiq istilik müalicəsindən sonra poladların dispersiya ilə sərtləşməsinə səbəb olur.
Ostenitik borid poladlarının möhkəmlənməsi əsasən dəmir, xrom, niobium, karbon, molibden və volframın boridlərinin əmələ gəlməsi hesabına baş verir. Bu proseslərə uyğun olaraq, austenit poladları sərtləşmə növündən asılı olaraq karbid, borid və intermetal sərtləşməyə bölünür. Bununla belə, əksər hallarda, polad və ərintilərdə çoxlu sayda müxtəlif alaşımlı elementlərin tərkibinə görə, onların möhkəmlənməsi dispers fazaların və intermetal daxilolmaların kompleks təsiri nəticəsində baş verir.
Cədvəl 1. Bəzi korroziyaya davamlı austenitik poladların və ərintilərin tərkibi, %
Cədvəl 2. Bəzi istiliyədavamlı austenit poladların və ərintilərin tərkibi, %
Cədvəl 3. Bəzi istiliyədavamlı austenit poladların və ərintilərin tərkibi, %
Cədvəl 4. Yüksək alaşımlı austenitik və austenitik-ferritik poladların və ərintilərin bəzi növlərinin tipik mexaniki xüsusiyyətləri
E. Q. NƏZƏROV, S. B. MASLENKOV
TSNIICHERMET
ISSN 0026-0819. “Metalşünaslıq və metalların istilik müalicəsi”, №3, 1970
İstilik müalicəsi struktura təsir göstərir (taxıl ölçüsü, blok ölçüsü, dispers fazaların ölçüsü və miqdarı, onların paylanması xarakteri), həmçinin taxıl sərhədlərinin vəziyyətini və gücləndirici fazaların yönəldilmiş buraxılmasını formalaşdırır, bu da istilik xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. davamlı materiallar.
Mexanik müalicə adətən istilik müalicəsindən əvvəl olur, lakin tez-tez istilik müalicəsindən sonra, həmçinin ondan əvvəl və sonra istifadə olunur.
Hissələr və yarımfabrikatlar istismardan əvvəl istilik müalicəsinə məruz qalır, lakin bəzən (tamamilə və ya qismən) istismar zamanı emal olunur.
Ostenitik çökmə ilə bərkidici poladlar və ərintilər müxtəlif növ istilik müalicəsinə məruz qalır: tavlama, sərtləşdirmə, istiləşmə (yaşlanma və ya çökmə ilə sərtləşmə) və gərginliyi aradan qaldıran temperləşdirmə.
Emal və ya digər əməliyyatlar zamanı metal kövrək olur. Kövrəkliyi aradan qaldırmaq və ərintilərin sərtliyini azaltmaq üçün tavlama istifadə olunur. Yuvlama zamanı ərintilər yüksək temperaturda ~1000-1250 °C-ə qədər qızdırılır (aşınmanın kimyəvi tərkibindən asılı olaraq), 0,5-dən bir neçə saata qədər (iş parçasının və ya hissənin kütləsindən asılı olaraq) saxlanılır və mümkün olan ən yüksək sürətlə soyudulur. . Daha az alaşımlı ərintilər üçün suda soyutmaya icazə verilir, lakin yüksək ərintili mürəkkəb ərintilər üçün yağda və digər yumşaq soyuducu mühitlərdə havada soyumağa üstünlük verilir, çünki suda soyutma istilik çatlarına səbəb ola bilər.
Yüksək möhkəmlik xüsusiyyətlərinə və istilik müqavimətinə nail olmaq üçün istiliyədavamlı çeliklər və ərintilər sərtləşmə və sonrakı yaşlanmadan ibarət ikiqat emaldan keçir.
Baxılan ərintilər üçün sərtləşdirmə əməliyyatı öz təsirinə görə karbon çeliklərinin sərtləşməsindən fərqlənir və karbid və intermetal fazaları bərk məhlulda həll etmək məqsədi ilə həyata keçirilir, yəni. minimal sərtliyə malik homojen bərk məhlul əldə etmək. ABŞ və İngiltərədə adi karbon poladlarının bərkidilməsi “bərkləşmə” adlanır, yəni sərtliyin əldə edilməsi; istiliyədavamlı ərintilərin bərkidilməsi "məhlulun müalicəsi" adlanır, yəni (bərk) məhlul halına salın.
Bütün dispersiyaya qarşı sərtləşən istiliyədavamlı poladlar və ərintilər üçün sərtləşmə üçün istilik temperaturu tavlama temperaturu ilə təxminən eynidir.
Yüksək temperaturda saxlamaqla artıq fazalar bərk məhlulda həll edilir və lazımi ölçüdə taxıllar alınır. Poladların və ərintilərin taxıl ölçüsü istilik temperaturundan və saxlama müddətindən asılıdır.
Tez-tez söndürüldükdən sonra, artıq fazaların çökməsinin qarşısını almaq üçün daha sürətli soyutma aparmaq tövsiyə olunur. Bununla belə, aşağıda göstərildiyi kimi, bu, xüsusilə də nisbətən sürətli soyutma ilə katatermik sərtləşmənin baş verdiyi, yəni yüksək temperaturdan soyuduqda gücləndirici fazaların sərbəst buraxıldığı mürəkkəb austenitik ərintiləri emal edərkən lazımsızdır. Bu proses ərintilərin dispersiya sərtləşməsinə meylindən asılıdır, ona görə də bu mühüm hadisə üzərində dayanmaq lazımdır.
Çeliklərin və ərintilərin dispersiya ilə sərtləşməsi və ya yaşlanması: anatermik, katatermik və izotermik ola bilər. Diatermik qocalma poladın və ya ərintinin davamlı artan temperaturda qızdırılması prosesində, katatermik qocalma poladın və ya ərintinin davamlı azalan temperaturda soyudulması prosesində baş verir. İzotermik yaşlanma sabit bir temperaturda baş verir
Zəif, orta və güclü dispersiya ilə sərtləşən ərintilər var. Onların arasında kəskin fərq yoxdur, lakin bu ərintilər qruplarını dispersiyanın sərtləşməsi proseslərinin intensivliyinə əsasən ayırmaq asandır. Bu prinsipə əsasən işdə ilk dəfə, daha sonra isə işdə dispersiya bərkidici ərintilər üç qrupa bölünmüşdür.
Yüksək çökmə ilə bərkidən poladlar və ərintilər katatermik yaşlanma zamanı sərtləşmə səbəbindən ümumiyyətlə effektiv şəkildə gücləndirilir. Bu ərintilər 5-7% və ya daha çox gücləndirmə mərhələsini ehtiva edir. Bu ərintilərin əlavə yaşlanması sərtliyin və gücün az və ya heç bir şəkildə artmasına səbəb olur, məsələn, ərintilər: NH35VTYu (EI787), EI929, EI867, Yudimet 700, Nin-109, Nin-115 və s. Kimyəvi tərkibi ərintilər Cədvəldə verilmişdir. 3 və 4.
Orta dərəcədə dispersiya ilə sərtləşən ərintilər katatermik və daha çox izotermik yaşlanma zamanı güclənir. Bu ərintilər KhN35VT (EI612), EI612K, KhN35VTR (EI725), EP164, A-286, Discaloy-24 gücləndirmə mərhələsinin 2-5% -ni ehtiva edir.
Zəif və ya aşağı dispersiya ilə sərtləşən ərintilər yalnız süni izotermik yaşlanma zamanı güclənir. Bu çeliklər və ərintilər katatermik yaşlanmaya məruz qalmır və az miqdarda gücləndirici faza (2% -ə qədər) ehtiva edir. Bu qrupa ərintilər daxildir: EI813, Kh25N16G7AR (EI835), EI435, Nim-75, V-480S və s.
Beləliklə, yüksək temperaturda qızdırıldıqdan sonra ərintilərin sürətli soyumasını təmin etməyə ehtiyac yoxdur. Bu və ya digər qrupun ərintilərinin lazımi möhkəmlənməsi təbii katatermik və ya süni izotermik yaşlanma nəticəsində və ya nəhayət, onların birləşmələri nəticəsində əldə edilə bilər.
İkiqat sərtləşmə. Bəzi ərintilər üçün, xüsusən də əhəmiyyətli miqdarda gücləndirmə mərhələsi olanlar üçün, mexaniki xüsusiyyətlərin ən yaxşı birləşməsi ikiqat sərtləşmədən (normallaşdırma) sonra əldə edilir. İlk yüksək temperaturun normallaşdırılması (1170-1200 °C) homojen bərk məhlulun və nisbətən qaba taxılların əmələ gəlməsini təmin edir, bu da ən yüksək sürünmə müqavimətinə kömək edir. İkinci aşağı temperaturun normallaşması (1000-1100 ° C) taxıl sərhədləri boyunca karbidlərin üstünlük təşkil edən yağıntılarına və müxtəlif dispersiyanın möhkəmlənmə mərhələsinin formalaşmasına səbəb olur. Havada 1050 °C-dən soyuduqda daha böyük γ'-fazalı çöküntülər əmələ gəlir. Bir çox ərintilər üçün - KhN70VMTYu (EI617), EI929, KhN35VTYu (EI787), "Nimonic" seriyası - qocalmadan sonra ikiqat normallaşmadan sonra istiliyədavamlı və plastik xassələri əhəmiyyətli dərəcədə artır.
Dispersiyanın sərtləşməsi (yaşlanma). Yüksək möhkəmlik xüsusiyyətlərini əldə etmək üçün demək olar ki, bütün istiliyədavamlı ərintilər istifadə etməzdən əvvəl dispersiya sərtləşməsinə (dispers fazaların bərk məhluldan ayrılması) məruz qalır. Gücləndirici mərhələlərin tərkibi və təbiəti müəyyən bir ərinti üçün yaşlanma temperatur rejimlərini müəyyən edir.
Nikel-xrom, dəmir-nikel-xrom və kobalt-nikel-xrom əsaslarına əsaslanan istiliyədavamlı ərintilər:
a) çox yüksək dissosiasiya temperaturuna malik olan ilkin karbidlər (TiC, VC, TaC, ZrC, NbC və s.);
b) bərk məhluldan ayrılan ikinci dərəcəli karbidlər (M 23 C 6; M 6 C; M 7 C 3). Karbid M 23 C 6 5% Cr və ya daha çox olan ərintilərdə əmələ gəlir;
c) əsas gücləndirici intermetal γ’-fazaları (Ni 3 Ti, Ni 3 Al, Ni 3 Nb və s.). Bu fazaların incə dispersiyasına və bərk məhlulla uyğunluğuna görə ərintilər onların əmələ gəlməsi zamanı maksimum istilik müqaviməti əldə edirlər.
Karbidlə bərkidilmiş poladlar və ərintilər intermetal bərkimiş ərintilərə nisbətən daha aşağı temperaturda istifadə olunur. Karbidlər daha az dispersdir, laxtalanmaya daha çox meyllidir və ərinti matrisində γ' fazalarına nisbətən daha az bərabər paylanır. Bununla belə, orta istilik müqavimətinə nail olmaq üçün bir karbid gücləndirilməsi kifayətdir. Karbid fazaları əlavə olaraq γ'-fazanın çökməsi nəticəsində sərtləşən ərintiləri gücləndirir.
γ'-fazaların və karbidlərin hissəciklərinin morfologiyası əsasən istilik müalicəsi və onun müddətindən asılıdır və ərintilərin xassələrini tənzimləyir. Termal məruz qalma müddəti γ'-fazanın hissəcik ölçülərinin böyüməsinə gətirib çıxarır və ilk növbədə taxıl sərhədlərində baş verən reaksiyalara səbəb olur. İstilik müalicəsi zamanı ərintilərdə baş verən prosesləri başa düşmək və uzunmüddətli xidmət zamanı xassələrini proqnozlaşdırmaq üçün istənilən temperaturda və bu temperaturda müxtəlif saxlama müddətlərində γ'-fazasının dəqiq tərkibini bilmək çox vacibdir. matrisin bərk məhlulunun kimyəvi tərkibi. Karbid və intermetal fazaların çevrilmə sürətləri və onların reaksiyaları sərtlik, fiziki və mexaniki xassələrdəki dəyişikliklərin kinetikasından əldə edilən məlumatlardan istifadə etməklə əlavə olaraq qiymətləndirilə bilər. Alüminium, titan və molibden ilə ərinmiş xrom və kobaltdan ibarət ən çox yayılmış, istiliyədavamlı nikel əsaslı ərintilərdə transformasiya reaksiyaları tənlik şəklində ifadə edilə bilər: Xanım+γ→ M 6 S+γ+γ’+ Xanım, Harada M elementlər: Cr, Ti, Ta və başqaları; M'- ilə eyni karbid əmələ gətirən elementlər M. İşə görə, karbon miqdarının təxminən yarısı karbidlərdə qalır Xanımşərti olaraq adlandırdığımız XANIM; γ’-faza (Ni 3 M) - nikel ilə bərk γ-məhlulda artıq titan və alüminiumun birləşməsidir.
Karbidlər M 6 S karbid reaksiyası isə 980-1150 °C-də əmələ gəlir Xanım→M 23 S 6 760-980 °C temperaturda baş verir. Müəyyən edilmişdir ki, əgər ərintinin tərkibində >6%-dən çox miqdarda molibden və volfram varsa, o zaman karbidlər əsasən formada buraxılacaq. M 23 S 6, lakin bu müddəanın qeyri-dəqiq əsaslandırılmış kimi göründüyü göstərilir. Bu, təbii ki, karbonun tərkibindən asılıdır.
V-1900 ərintisi üzərində aparılan tədqiqatlar istilik emalından sonra (1080 °C 4) onda baş verən reaksiyaları müəyyən etmişdir. h, hava+899 °C 10 h, hava) və uzunmüddətli yaşlanma zamanı 2400-ə qədər h 980 °C-də. Onlar tənlik ilə ifadə edilir:
Xanım + γ + γ’ → M 6 S+ γ + qalıq γ'.
Karbidlər Xanım (A= 4.37 Å) titan və tantal və karbidlərlə zəngindir M 6 S (A= 11.05 Å) molibden, nikel və kobaltla zəngindir. Karbidlər M 6 S iki formada müşahidə olunur: qlobulyar və qatlı. Zaman keçdikcə karbidlərin kürəcikləri və lövhələri böyüyür. γ'-fazalı çöküntülər əvvəlcə kürəvari olur, sonra γ'-faza lövhələr şəklində görünür, zaman keçdikcə yüksək temperaturda böyüyür, yığılır və ölçüləri uzanır. Eyni zamanda, γ'-fazalı çöküntülər qabıq şəklində bütün karbidləri və taxıl sərhədlərini əhatə edir. Gərginliyin tətbiqi karbid keçid prosesini əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirir Xanım karbidlərə çevrilir M 6 S və intermetal dəyişikliklər. Tərkibində daha yüksək xrom olan ərintilərdə əsasən karbidlər əmələ gəlir M 23 S 6.
γ'-faza çevrilməsinin reaksiya sürəti, əvvəllər alınan gərginliklərdən fərqli olaraq, istilik təsiri zamanı gərginliklər tətbiq edildikdə daha yüksəkdir. Gərginliklər selektiv yağıntı və transformasiya proseslərinə gətirib çıxarır və işlərdə göstərildiyi kimi möhkəmlənmə fazalarının uzanmasına və birləşməsinə səbəb olaraq taxıl sərhədlərinin qalınlaşmasına kömək edir. Taxılların qabalaşdırılması sərhəd zonalarında baş verən karbid və intermetal fazaların çevrilmə reaksiyalarını sürətləndirməyə kömək edir. Məsələn, ərintilərdə yüksək temperaturlu lamel fazasının görünüşü qaba dənəli ərintilərdə daha əvvəl aşkar edilir.
İş γ’-faza Ni 3 (Al, Ti) ilə birlikdə 15 Cr-25 Ni-3 Al-2.5 Ti ərintisində Ni 2 -Al, Ti intermetal fazasının əmələ gəlməsini müəyyən etdi. Ni 2 Al, Ti fazası 700 °C-də qocalma zamanı əmələ gəlir və yaşlanma vaxtı ilə ölçüləri artan lövhələr formasına malikdir. Bu faza əsasən γ' fazasından azad olan ərazilərdə, eləcə də taxıl sərhədləri boyunca buraxılır. Qatı məhlul ilə uyğunsuzdur, buna görə ərinti məhv edilməzdən əvvəl mikroboşluqlar ilk növbədə onun çöküntülərinin yaxınlığında əmələ gəlir.
Lav fazaları(AB 2) - ərintiləri bərk məhlulla uyğunsuzluğu və istilik qeyri-sabitliyi səbəbindən bir qədər gücləndirir. Lakin strukturda γ'-faza mövcud olduqda, Laves fazaları, yağıntının inkubasiya dövrünün xas müddətinə görə, ərintilərin xidmət müddətini 750 ° C-dən yüksək olmayan temperaturda uzatmağa imkan verir.
Borid fazaları- növü M 3 AT 2, M 3 IN, M 5 5 müxtəlif bor ərintiləri mürəkkəb kimyəvi tərkibə malikdir. Məsələn, bu işdə belə fazalar birləşməyə uyğundur (Mo 0,5 Cr 0,25 Ti 0,15 Ni 0,10) 3 B 2
Müəyyən fazaların mövcudluğundan və ərintinin vəziyyətindən (tökmə, deformasiyaya uğramış) asılı olaraq, dispersiya ilə sərtləşmə rejimləri təyin edilir. Yaşlanma temperaturu gücləndirmə fazalarının əriməsinə və laxtalanmaya və ya birləşməyə səbəb olmamalıdır. Baxmayaraq ki, bəzi hallarda istənilən xassələri əldə etmək üçün hissəciklərin laxtalanmasına və daha az səpələnmiş formada buraxılmasına səbəb olan yüksək temperaturları qəsdən tətbiq etmək lazımdır. Tipik olaraq, karbid sərtləşməsi ilə ərintilərin yaşlanması artıq fazaların sayı və tərkibindən asılı olaraq 600-800 ° C-də, intermetal sərtləşmə ilə 700-1000 ° C-də aparılır. Ərintilərdə gücləndirmə mərhələsinin miqdarının (titan və alüminiumun cəmi) artması ilə yaşlanma temperaturu da artır (bax. Şəkil 1). Tərkibində 8%-dən çox (Ti+Al) olan ərintilər yalnız 1050-1200 °C-ə qədər qızdırılır və havada soyudulur. Katatermik yaşlanma nəticəsində belə ərintilər maksimum sərtləşmə əldə edir (məsələn, ərintilər ZhS6-K və EI857). 9-10,5% (Ti+Al) olan Rene 100 və IN-100 ərintiləri ~1000 °C-də yaşlandırılır, lakin bu, əslində yaşlanma deyil, ikinci sərtləşmədir. Göründüyü kimi, belə ərintilər üçün bu yüksək temperaturda yaşlanma lazımsızdır, onlar katatermik yaşlanmaya daha həssasdırlar və onlar üçün normallaşma temperaturundan havada soyumaq kifayətdir, məsələn, IN-100 ərintisi üçün şəkildə göstərildiyi kimi
Şəkil 1.
Yaşlanma rejimləri ərintinin tələb olunan xüsusiyyətlərindən asılı olaraq dəyişdirilə bilər. Addım-addım qocalma rejimləri var - ikiqat və daha mürəkkəb, lakin onlar çox praktik deyil. Qısamüddətli xidmət müddəti və xüsusilə uzunmüddətli xidmət müddəti üçün çox mərhələli yaşlanma rejimlərinin istifadəsi tamamilə əsassızdır, çünki mürəkkəb istilik müalicəsi prosesində yaranan strukturlar uzunmüddətli istismar şəraitində qaçılmaz olaraq dəyişir. temperaturun və yükün təsiri. İlkin struktur vəziyyətindən asılı olmayaraq ərintilərdə qocalma prosesləri davam edir. Möhkəmləndirici fazanın hissəcikləri qatı məhlulda laxtalanır, birləşir və qeyri-sabit hissəciklər həll olunur, yeni daha çox tarazlıq (bu mərhələdə) hissəciklərin təkrar və təkrar relizləri baş verir, bu proseslər eyni vaxtda baş verir. Temperatur şəraitindən asılı olaraq bu və ya digər proses üstünlük təşkil edə bilər. Təsirdən sonra (adətən 4 ilə 16 arasında h) qocalma temperaturlarında ərintilər havada soyudulur.
Xarici ərintilər üçün tipik istilik müalicəsi rejimləri cədvəldə təqdim olunur. 1. və yerli olanlar üçün - cədvəldə. 2. Bu ərintilərin kimyəvi tərkibi cədvəldə verilmişdir. 3 və 4. Qeyd etmək lazımdır ki, biz bu ərintilər üçün demək olar ki, heç vaxt tavlamadan istifadə etmirik və söndürmə (normallaşdırma) ilə tavlama çox az fərqlənir (Cədvəl 1-ə baxın).
Cədvəl 1
| Ərinti | Qızartma | Qatı məhlul müalicəsi | Orta qocalma | Son yaşlanma | ||||
| °C-də temperatur | Vaxt daxil h | °C-də temperatur | Vaxt daxil h | °C-də temperatur | Vaxt daxil h | °C-də temperatur | Vaxt daxil h | |
| Inconel-600 | 1038 | 1/4..1/2 | 1120 | 2 | — | — | — | — |
| Inconel-625 | 925..1038 | 1 | 1090..1200 | 1 | — | — | — | — |
| Inconel-700 | 1200 | 2 | 1180 | 2 | — | — | 870 | 4 |
| Inconel-718 | 955 | 1 | 955 | 1 | 732 | 8 | 720 | 8 |
| Inconel X-750 | 1038..1090 | 1/2..3/4 | 1150 | 2 | 845 | 24 | 700 | 20 |
| Nim-80A | 1080 | 2 | 1080 | 2 | — | — | 700 | 16 |
| Nim-90 | 1080 | 2 | 1080 | 2 | — | — | 700 | 16 |
| Rene-41 | 1080 | 2 | 1080 | 2 | — | — | 760 | 16 |
| Udimet-500 | 1080 | 4 | 1080 | 4 | 845 | 24 | 760 | 16 |
| Udimet-700* | 1138 | 4 | 1120..1175 | 4 | 870+ | 8 | 650+ | 24 |
| — | — | — | — | +985 | 4 | +760 | 8 | |
| Waspaloy | 1010 | 4 | 1080 | 4 | 845 | 24 | 760 | 16 |
| Inconel-713* | — | — | 1150..1175 | 2 | — | — | 930..995 | 4..16 |
| Inconel-713C* | — | — | 1150..1175 | 2 | — | — | 930..995 | 4..16 |
| IN-100* | — | — | 1150..1175 | 2 | — | — | 930..995 | 4..16 |
| *Tökmə ərintiləri | ||||||||
cədvəl 2
| Ərinti | 1-ci sərtləşmə | 2-ci sərtləşmə | Son yaşlanma | |||
| °C-də temperatur | Vaxt daxil h | °C-də temperatur | Vaxt daxil h | °C-də temperatur | Vaxt daxil h | |
| EI435 | 980..1020 | 0,5 | — | — | — | — |
| ХН77TYUR | 1080 | 8 | — | — | 700..750 | 16 |
| ХН70ВМТУ | 1200 | 2 | 1050 | 4 | 800 | 16 |
| ХН35ВТУ | 1180 | 2,5 | 1050 | 4 | 750..800 | 16 |
| EI445R | 1200 | 4..6 | — | — | 850 | 15..20 |
| EI893 | 1160 | 2 | — | — | 800 | 12 |
| EI929 | 1220 | 2 | 1050 | 4 | 850 | 8 |
| EI867 | 1220 | 4..10 | — | — | 950 | 8 |
| EN867* | 1180 | 6 | 1000 | 8 | 850 | 16 |
| EI661 | 1200 | 10..15 | 950..1050 | 5..8 | — | — |
| ZhS6K | 1200 | 4 | — | — | — | — |
| * 900 °C-də ara yaşlanma 8 h. | ||||||
Cədvəl 3
| Alaşım dərəcəli | % ilə element məzmunu | ||||||||
| C | Cr | Co | Mo | Nb | Ti | Al | Fe | Digər elementlər | |
| Inconel-600 | 0,04 | 15 | — | — | — | — | — | 7 | — |
| Inconel-700 | 0,12 | 15 | 30 | 3 | — | 2,2 | 3,2 | 1 | — |
| Inconel-718 | 0,04 | 19 | — | 3 | 5 | 0,8 | 0,6 | 18 | — |
| Inconel X-750 | 0,04 | 15 | — | — | 1 | 2,5 | 0,9 | 7 | — |
| Nim-80A | 0,08 | 20 | 1 | — | — | 2,3 | 1,3 | 3 | — |
| Nim-90 | 0,08 | 20 | 18 | — | — | 2,5 | 1,5 | 3 | — |
| Rene-41 | 0,08 | 19 | 11 | 10 | — | 3 | 1,5 | 2 | 0.005B |
| Udimet-500 | 0,08 | 18 | 18 | 4 | — | 3 | 2,9 | 0,5 | 0,004 B |
| Udimet-520 | 0,05 | 19 | 12 | 6 | — | 3 | 2 | 0,5 | 0,005 V; 1 Vt |
| Udimet-700 | 0,15 | 15 | 19 | 5 | — | 3,5 | 4,5 | 0,5 | 0.05B |
| Waspaloy | 0,10 | 20 | 14 | 4 | — | 3 | 1,3 | 0,75 | 0,004 B; 0.06 Zr |
| Inconel-713 | 0,12 | 13 | — | 4,5 | 2 | 0,6 | 6 | 0,5 | — |
| Inconel-713C | 0,06 | 12 | 1,5 | 4,5 | 2 | 0,6 | 6 | 0,3 | — |
| IN-100 | 0,15 | 10 | 14 | 3 | — | 5 | 5,5 | — | 0,015 V; 0,06 Zr; 1.0 V |
| B-1900 | 0,10 | 8 | 10 | 6 | — | 1,0 | 6 | — | 0,015 V; 0,08 Zr; 4.5 Ta |
Cədvəl 4
| Alaşım dərəcəli |
|
|||||||||
| C | Cr | Co | Mo | W | Ti | Al | Fe | B | Digər elementlər | |
| EI435 | 0,10 | 20 | — | — | — | 0,30 | 0,10 | 1 | — | — |
| ХН77TYUR | 0,05 | 20 | — | — | — | 2,5 | 0,8 | 1 | 0,01 | 0.10 C |
| ХН70ВМТУ | 0,10 | 15 | — | 3 | 6 | 2,1 | 2,1 | 5-ə qədər | 0,02 | 0,02 Ce; 0.3V |
| ХН35ВТУ | 0,05 | 15 | — | — | 3 | 3 | 1,2 | ~40 | 0,03 | 0.02 C |
| EI445R | 0,05 | 18 | — | 4,5 | 4,5 | 2,5 | 1,2 | 1 | 0,01 | 0.02 C |
| EI893 | 0,05 | 15 | — | 5 | 10 | 1,4 | 1,4 | 1 | 0,01 | 0.02 C |
| EI929 | 0,06 | 10,5 | 15 | 5 | 6 | 1,7 | 4 | — | — | 0,1 Ba; 0,5 V |
| EI867 | 0,06 | 9,5 | 5 | 10 | 5 | — | 4,5 | — | 0,02 | — |
| ZhS6-K | 0,15 | 11,5 | 4,5 | 4 | 5 | 2,8 | 5,5 | 1 | 0,02 | — |
Xaricdə sərtləşmə temperaturu daha aşağıdır və saxlama müddəti SSRİ-də istifadə olunan sərtləşmə temperaturundan çox qısadır (demək olar ki, 2 dəfə). Nəticədə, xarici ərintilər ölkəmizdə istifadə olunanlardan daha incə dənəli olur. İkinci sərtləşmə xaricdə istifadə edilmir, halbuki bizdə bir çox ərintilər üçün uğurla istifadə olunur.
Cədvəldə verilmişdir. 1 və 2 tipik istilik müalicəsi rejimi tələblərdən asılı olaraq dəyişdirilə bilər. Məlumdur ki, yüksək temperatura qədər qızdırmaqla əldə edilən qaba dənəli ərintilər incə dənəlilərə nisbətən daha yüksək sürünmə müqavimətinə malikdir. Qaba dənəli ərintilər (2-3 bal) yüksək temperaturda əhəmiyyətli dərəcədə yüksək uzunmüddətli gücə malikdir. Bununla belə, orta dərəcədə yüksək temperatur (600-700 ° C) vəziyyətində orta taxıl ölçüsü 4-5 bal olan ərintilər daha yüksək istilik müqavimətinə malikdir. Budaqlanmış taxıl sərhədlərinin daha yüksək səth enerjisi səbəbindən incə dənəli struktur, xüsusilə yüksək iş temperaturunda daha qeyri-sabitdir, buna görə də istiliyədavamlı ərintilərin, xüsusən də uzunmüddətli xidmət üçün nəzərdə tutulanların taxıl ölçüsü 3-ə uyğun olmalıdır. Standart şkala üzrə -4 bal. Bu taxıl ölçüsü 1100-1120 ° C-ə qədər qızdırıldıqdan sonra və 1150-1170 ° C-də mürəkkəb ərintilər üçün yaygındır.
Xaricdə sənaye ərintilərinin əksəriyyəti bu temperaturda qızdırılır.
Otaqda və aşağı temperaturda (~550 °C) yüksək möhkəmlik xüsusiyyətləri əldə etmək üçün normallaşdırma 950-1050 °C-də və daha aşağı temperaturda yaşlanma aparılmalıdır, nəticədə ərintilər incə dənəli olur (5-6-cı nöqtə). ), incə dispers γ çöküntüləri '-fazaları ilə gücləndirilir.
Beləliklə, istilik müalicəsi rejiminin seçimi tələb olunan mexaniki xüsusiyyətlərlə müəyyən edilir. Dispersiyanın sərtləşməsinin temperatur diapazonunu aşan temperaturlarda (məsələn, 900-950 °C-də) işləmək üçün yüksək dispersiya ilə sərtləşən ərintilərdən istifadə edildikdə, onlar yalnız bir normallaşmaya məruz qalırlar. İşləmə temperaturlarına qədər qızdırıldıqda, ərintilərin intensiv sərtləşməsi istilik prosesində (anatermik yaşlanma) baş verir, onlar işləmə temperaturu zonasında maksimum sərtləşmə alır və müəyyən bir müddət ərzində yüklərə uğurla davam edə bilirlər. Bununla belə, eyni ərintilər, əvvəlcədən köhnəlmiş, temperatur və yüklərə daha az müqavimət göstərir və buna görə də daha az səmərəlidir. Zəif dispersiya ilə sərtləşən ərintilər (EI813, EI435, Inconel-600 və s.) yaşlanmaya məruz qalmır, çünki onların dispersiya ilə sərtləşməsi az təsir göstərir və əməliyyat zamanı baş verir. Ərintilərin uzunmüddətli dayanıqlığını təmin etmək üçün onların strukturunda gücləndirici fazaların orta məzmunu lazımdır (yəni, orta dərəcədə dispersiya ilə sərtləşən ərintilərin istifadəsi). Addım-addım emal rejimləri ilə təmin edilən incə dispersli intermetal və karbid fazalarının vahid və maksimum ayrılmasını əldə etmək çox vacibdir. Addım-addım qocalma rejimləri, güc xüsusiyyətlərinin itirilməsinə səbəb olsa da, plastik xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və ərintilərin termal kövrəkliyə meylini azaldır. Lakin sonrakı təcrübələr bu metodun uyğunsuzluğunu göstərdi. Beləliklə, yüksək dispersiya ilə sərtləşən KhN35VTYu (EI787) ərintisi üzərində mürəkkəb istilik müalicəsi rejimləri 750 ° C-də yalnız bir yaşlanmadan ibarət ən sadə rejimlə eyni vaxtda sınaqdan keçirilmişdir. Termal kövrəkliyə meyl 10'000-20'000-ə qədər olan məruz qalmalarda qiymətləndirildi. h və temperatur 700 °C. Nəticələr (cədvəl 5) göstərir ki, ilkin istilik müalicəsi rejiminin mürəkkəbliyindən asılı olmayaraq, ərinti kövrək olur. İstiləşmə mərhələlərinin sayını və ya saxlama müddətini artırmaq yalnız təsir gücünün ilkin dəyərlərinə təsir göstərir. Yaşlanma prosesi zamanı azalır və daha az dərəcədə yalnız yaşlanmadan ibarət olan istilik müalicəsindən sonra.
Əvvəllər qeyd edildiyi kimi, ikinci fazanın termodinamik cəhətdən qeyri-sabit hissəciklərinin dispersiyanın ayrılması, birləşməsi və əriməsi prosesləri davamlı olaraq baş verir. Bu proseslər regenerativ şəkildə baş verir, sikldən sonra dövr təkrarlanır, buna görə də ərinti nə qədər qabaqcadan köhnəlsə və istilik müalicəsi rejimləri mürəkkəb olsa da, uzunmüddətli istilik təsiri zamanı öz xassələrini dəyişəcək və daimi təsir nəticəsində kövrəkləşəcək. möhkəmlənmə mərhələsinin hissəciklərinin buraxılması və struktur vəziyyətində dəyişikliklər.
Dispersiya ilə sərtləşən isti və ya soyuq deformasiyaya uğramış ərintilərin tək yaşlanmadan (əvvəlcədən sərtləşmədən) orijinal və sadə istilik müalicəsi rejiminə diqqət yetirməliyik.
Bu rejim geniş temperatur diapazonunda ən yaxşı güc xüsusiyyətlərini və çevikliyini, həmçinin 750 ° C-ə qədər temperaturda ən yüksək istilik müqavimətini və yorğunluq müqavimətini əldə etməyə imkan verir. Bundan əlavə, bu rejim termal kövrəkliyə və kəsiklərə qarşı həssaslığa daha yaxşı müqavimət göstərir. Təkcə köhnəlmədən ibarət emal rejimi bəzi ərintilər üzərində sınaqdan keçirilmiş və uğurla istehsala daxil edilmişdir. Xaricdə belə rejimlərin tətbiqi ilə bağlı hələlik məlumat yoxdur.
Ərintilərin uzunmüddətli dayanıqlığının təmin edilməsinin digər vacib şərti möhkəmlənmə fazalarının yüksək istilik dayanıqlığına nail olmaqdır. Bu, gücləndirici fazaların tərkibini çətinləşdirməklə, gücləndirici γ'-fazanın tərkibinə qismən daxil olan ərinti elementlərini daxil etməklə əldə edilir. Ən effektiv gücləndirici γ fazaları - Ni 3 Al və Ni 3 Ti və onların birləşməsi - Ni 3 (A1, Ti) ilə mürəkkəbləşdirilə bilər: niobium, tantal, qalay, silikon, maqnezium, berillium, rutenium, molibden və digər elementlər nikel ərintilərinin dispersiya ilə bərkidilməsi. Bunlardan bir qədər böyük atom diametrinə malik elementlər, məsələn qalay, xüsusi maraq doğurur.
Nikellə γ’ tipli fazalar əmələ gətirən bəzi elementlərin atom diametrləri aşağıdakı kimidir:
Stressin aradan qaldırılması. Temperləmə tez-tez gərginliyi aradan qaldırmaq və hissələrin ölçülərini sabitləşdirmək üçün istifadə olunur. Daxili gərginliklər emal, qaynaq nəticəsində və ya istismar zamanı yarana bilər. İstiliyədavamlı ərintilərdən hazırlanmış hazır məhsullar məhsulun ölçülərindən asılı olaraq 400-700 ° C-də istilənir; bayramdan sonra yavaş soyutma. Daha yüksək temperləmə temperaturlarında qocalma prosesləri baş verməyə başlayır və bir çox ərintilər üçün temperləmə adi yaşlanma ilə birləşdirilə bilər, buna görə də əməliyyatdan əvvəl son müalicə olaraq, daxili gərginlikləri tamamilə aradan qaldırmağa imkan verən yaşlanmanın aparılması məqsədəuyğundur.
Yeni araşdırma. Nikel, nikel-kobalt və digər əsaslar üzərində austenit istiliyədavamlı ərintilərin sərtliyini, möhkəmlik xüsusiyyətlərini, sürüşmə müqavimətini və istilik müqavimətini artırmaq üçün bir üsul üçün patent ABŞ-da verilmişdir (4 iyul 1967-ci il tarixli ABŞ Patenti No 3329535). . Bu üsul yüksək hidrostatik təzyiq (10'000-50'000) tətbiqi altında havanın soyudulması ilə məhlulun işlənməsindən ibarətdir. atm), bu, karbonun bərk məhlulda həllini nəzərəçarpacaq dərəcədə azaldır (təzyiq 1-10 min). Yüksək təzyiq nəticəsində karbon atomları və ya karbidlər matrisdən koherent çöküntülərə “sıxılır” və şəbəkə şəklində düzülür, koherent fazaların hissəcikləri isə taxıl sərhədləri boyunca həmişəki kimi düşmür. Sonrakı yaşlanma ilə (650-980 °C) karbidlər bərk məhlulun bərabər paylanmış hüceyrə formaları ətrafında çökür.
ABŞ-da Inconel-718 ərintisi üzərində aparılan tədqiqatlar maraq doğurur. Bu ərintinin möhkəmlənməsi tərkibi Ni 3 birləşməsinə (Nb 0,8 Ti 0,2) uyğun gələn Ni 3 Nb əsasında γ'-fazanın çökməsi ilə əldə edilir. Incone1-718 ərintisi yavaş-yavaş dispersiya ilə sərtləşir və nəticədə yüksək texnologiyalıdır və yaxşı qaynaqlanır. 760 °C-ə qədər işləmə üçün uyğundur. Yüksək gücü (σ 0,2 ilə 120-145 kq/mm2) yaxşı korroziya müqaviməti ilə birləşir. Diqqətəlayiqdir ki, yüksək güc dəyərlərini təmin edən 955 ° C (Cədvəl 1-ə baxın) aşağı normallaşma temperaturu. Niobiumun bu ərintinin xüsusiyyətlərinə təsiri faydalı və təsirlidir. Titan da niobiumdan az olmayan Inconel-718 ərintisi xassələrinə artan təsir göstərir. Alüminiumun təsiri daha az əhəmiyyətlidir, dəyişkən təsir ilə gücün bir qədər artmasına səbəb olur. Silikon kiçik sapmalarla niobiuma təsir baxımından oxşardır. Məqalədə ikili (Ni+Si) və üçlü (Ni+Si+Ti) ərintilərinin tədqiqatlarının nəticələri təqdim olunur. β-fazanın formalaşması müəyyən edilmişdir: Ni 3 S və Ni 3 (Si, Ti), müvafiq olaraq ~12-13% Si və 6-10% Si və 1-4% Ti olan ərintilərdə. X-şüalarının difraksiya metodu müəyyən etdi ki, Ni 3 (Si, Ti) fazası γ’-faza Ni 3 (Al, Ti) ilə oxşardır; Binar ərintilərdə Ni 3 Si və ya β-faza 1040 ° C-dən aşağı temperaturda peritektoid reaksiyası nəticəsində əmələ gəlir. Müvafiq Ni 3 (Si, Ti) fazası kimi əhəmiyyətli plastikliyə malikdir. İkili ərintiyə titanın əlavə edilməsi (~ 2%) peritektoid β- əmələ gəlməsini aradan qaldırır və nəticədə meydana gələn Ni 3 (Si, Ti) fazası Ni 3 Ti birləşməsi (1380 ° C) ilə eyni ərimə nöqtəsinə malikdir. Göstərilən miqdarda silisium və titan olan ərintilər kifayət qədər yüksək möhkəmlik xüsusiyyətlərinə və çevikliyə malikdir. Otaq temperaturunda tökmə ərintilərinin maksimum dartılma gücü və axma müqaviməti müvafiq olaraq: 55-57 və 25-28-dir. kq/mm2, və minimum uzadılması 15-30% diapazonundadır.Bu dispersiya bərkidici ərintilərin digər xassələri verilmir.
Zərərli mərhələlər. Uzunmüddətli istilik müalicəsi zamanı və ya xidmət zamanı ciddi stoxiometrik nisbətə malik olmayan və dəyişkən tərkibli bərk məhlullar olan bir çox istiliyədavamlı ərintilərdə σ-, μ- və digər fazalar buraxılır. Bu fazalar polad və ərintilərin plastik xüsusiyyətlərinin azalmasına səbəb olur. σ-fazasının əmələ gəlməsini xrom, volfram, molibden və s. çox asanlaşdıra bilər. Kobaltın kiçik əlavələri (5%-ə qədər) σ- əmələ gəlməsi prosesini azalda bilər. Eyni zamanda, Ni 3 M gücləndirmə mərhələsinin bir hissəsidir və xromu bərk məhlulda buraxır. Kobaltın 5% -dən yuxarı tərkibi, xüsusilə ərintidə xrom çatışmazlığı olduqda, σ- əmələ gəlməsinə aktiv təsir göstərir. Ərintilərdə σ fazasının əmələ gəlməsi vaxtının hesablanması üsulları mövcuddur. Bunlar N v nöqtəsi deyilən hesablamalardır - elektron boşluqlarının sıxlığı nöqtəsi, lakin həmişə dəqiq olmur. Nv təhlükəli nöqtəsi olan, lakin σ-faza əmələ gətirməyən ərintilər var. σ fazası Ud-700, Ud-500, Ud-520, IN-713C və Rene-41 ərintilərində aşkar edilmişdir. σ fazası Ud-700 və IN-100 ərintilərinin məhsuldarlığını azaltsa da, digər ərintilərin möhkəmliyinə çox az və ya heç bir təsir göstərməmişdir. Yüksək möhkəmlikli tökmə ərintilərinin tədqiqi müəyyən etmişdir ki, σ-fazasının olması xassələrin azalmasına təsir etmir.
Nikel əsaslı ərintilər 850-950 °C temperaturda oksidləşməyə yaxşı müqavimət göstərir. Daha yüksək temperaturlarda (söndürmə üçün istilik temperaturları) onlar səthdən və taxıl sərhədləri boyunca oksidləşirlər, buna görə də yüksək temperaturda istiliyədavamlı ərintilərin istilik müalicəsi üçün işə uyğun olaraq vakuum və ya hidrogen sobalarının olması arzu edilir. . Ekspozisiya sonunda metalın soyudulması inert qaz jetindən istifadə etməklə həyata keçirilir. Oksidləşmə qəbuledilməzdirsə, qoruyucu atmosferi olan sobalardan istifadə edilməlidir. Duz vannalarında isitmə arzuolunmazdır, çünki hamamdakı xloridlər istilik prosesində, hətta yaşlanma temperaturunda da metal səthlə reaksiya verə bilər. Yaşlanma üçün termal sobalar hava atmosferi ilə şərti ola bilər və qazla qızdırılır. Seyreltilmiş ekzotermik atmosfer nisbətən təhlükəsiz və qənaətcildir. Endotermik atmosfer tövsiyə edilmir. Oksidləşmə qəbuledilməzdirsə, arqon atmosferi istifadə olunur. İstilik müalicəsi zamanı temperaturun tənzimlənməsinin dəqiqliyi işlənmiş ərintilər üçün 4-5 ° C, tökmə ərintiləri üçün 8-10 ° C arasında olmalıdır.
Biblioqrafiya:
1.
Nazarov E. G., Latışov Yu. V. Dispersiyaya davamlı olan polad və ərintilərin xassələrinin təkmilləşdirilməsi. M., QOOİNTİ, 1964, No 23-64-1349/26.
2.
Borzdyka A. M., Tseitlin V. 3. NTO MASHPROM M.-nin istilik müalicəsi ilə əlaqədar istiliyədavamlı ərintilərin quruluşu və xassələri, "Maşınqayırma", 1967.
3.
Belikova E.İ., Nazarov E.Q.“MiTOM”, 1962, No 7.
4.
Betterige W., Franklin A. "J. Metallar İnstitutunun, 1957, v. 85.
5.
Betteridge W. Smith. İstiliyədavamlı metal materiallar. Xarici nəşriyyat işıqlandırılmış, 1958.
6.
Belyatskaya I. S., Livşits B. G. “Universitetlərin xəbərləri. Qara metallurgiya”, 1960, No 7.
7.
Estulin G.V. "Polad" jurnalına əlavə, 1958.
8.
Livshits D. E., Ximushin F. F. İstiliyədavamlı ərintilər üzrə tədqiqat. SSRİ Elmlər Akademiyası, 1957.
9.
Danesi W., Donachie M., Radavich J. “TASM”, 1966, v. 59.
10.
Danesi W., Donachie M. “J. Metallar İnstitutunun, 1969, v. 97.
11.
Cowan T. "J. Metalların, 1968, v. 20, № 11.
12.
Nazarov E. G., Pridantsev M. V. “MiTOM”, 1963, No 11.
13.
Nəzərov E. G. “MiTOM”, 1969, No 8.
14.
Sims S. "J. metalların”, 1966, № 10.
15.
Levin E. E., Pivnik E. M. Yüksək ərintili istiliyədavamlı ərintilərin istilik müalicəsinin mütərəqqi üsulları. "Metal elmləri və istilik müalicəsi" seriyası. Cild. 4. Leninqrad, 1963.
16.
Qulyayev A. P., Ustimenko M. Yu, “SSRİ Elmlər Akademiyasının “Metals” İzvestiyası”, 1966, No 6.
17.
Ulyanin E. A. “MiTOM”, 1966, No 10.
18.
Williams K. "J. Metallar İnstitutunun, 1969, v. E7.
19.
Murphy H., Sims C. Beltran A. "J. Metalların, 1968, v. 20, № 11.
20.
Burger J., Hanink D. “Metal Progress” 1967, v. 92, № 1.
21.
Wagner H., Prock J “Metal Progress”, 1967, v. 91, № 3.
22.
Mihalisin I., Bicber C., Grant R. “Trans, of Metallurgical Society of A1ME”, 1968, v. 242.
23.
Ximuşin F.F. İstiliyədavamlı poladlar və ərintilər. M. “Metallurgiya”, 1969.
24.
Özel M., Nutting I. "J. Dəmir və Polad İnstitutu, 1969, v. 207.
Ostenitik poladlar bir sıra xüsusi üstünlüklərə malikdir və yüksək aqressiv olan iş mühitlərində istifadə edilə bilər. Energetikada, neft və kimya sənayesində belə ərintilər olmadan etmək mümkün deyil.
Ostenitik poladlar yüksək alaşımlı poladlardır; kristallaşma zamanı birfazalı sistem yaranır, ilə xarakterizə olunurüz mərkəzli kristal qəfəs. Bu tip barmaqlıqlar çox aşağı temperaturlara (təxminən 200 dərəcə Selsi) məruz qaldıqda belə dəyişmir. Bəzi hallarda, başqa bir mərhələ var (aşınmada həcm 10 faizdən çox deyil). Sonra qəfəs bədən mərkəzli olacaq.
Təsvir və xüsusiyyətlər
Poladlar bazanın tərkibinə və nikel və xrom kimi alaşımlı elementlərin tərkibinə görə iki qrupa bölünür:
- Dəmir əsaslı kompozisiyalar: nikel 7%, xrom 15%; əlavələrin ümumi sayı - 55% -ə qədər;
- Nikel və dəmir-nikel kompozisiyaları. Birinci qrupda nikel tərkibi 55% və daha çox, ikincidə isə 1:5 nisbətində dəmir və nikelin 65 və daha çox faizindən başlayır.
Nikel sayəsində poladın artan çevikliyinə, istiliyə davamlılığına və istehsal qabiliyyətinə nail olmaq mümkündür və xromun köməyi ilə - vermək tələb olunan korroziya və istilik müqaviməti. Və digər alaşımlı komponentlərin əlavə edilməsi unikal xüsusiyyətlərə malik ərintilər əldə etməyə imkan verəcəkdir. Komponentlər ərintilərin xidmət məqsədinə uyğun olaraq seçilir.
Alaşımlama üçün əsasən istifadə olunur:
- Ostenitlərin strukturunu sabitləşdirən ferritizatorlar: vanadium, volfram, titan, silisium, niobium, molibden.
- Azot, karbon və manqan ilə təmsil olunan austenizatorlar.
Bütün sadalanan komponentlər yalnız artıq fazalarda deyil, həm də poladın möhkəm bir həllində yerləşir.
Korroziyaya və temperatur dəyişikliklərinə davamlı ərintilər
Geniş çeşidli əlavələr xüsusi poladlar yaratmağa imkan verir tətbiq olunacaq struktur komponentlərinin istehsalı üçün və kriogen, yüksək temperatur və korroziyalı mühitlərdə fəaliyyət göstərəcək. Buna görə kompozisiyalar üç növə bölünür:
- İstiliyə davamlı və istiyə davamlıdır.
- Korroziyaya davamlı.
- Aşağı temperaturlara davamlıdır.
İstiliyədavamlı ərintilər aqressiv mühitlərdə kimyəvi maddələrlə məhv edilmir və +1150 dərəcəyə qədər olan temperaturda istifadə edilə bilər. Onlar aşağıdakılardan hazırlanır:
- Qaz kəmərlərinin elementləri;
- soba armaturları;
- İstilik komponentləri.
İstiliyədavamlı siniflər yüksək mexaniki xüsusiyyətlərini itirmədən uzun müddət yüksək temperaturda stresə qarşı dura bilir. Alaşımlama zamanı molibden və volfram istifadə olunur (hər əlavə üçün 7% -ə qədər ayrıla bilər). Bor az miqdarda taxıl üyütmək üçün istifadə olunur.
Ostenitik paslanmayan poladlar (korroziyaya davamlı) aşağı miqdarda karbon (0,12% -dən çox olmayan), nikel (8−30%), xrom (18% -ə qədər) ilə xarakterizə olunur. İstilik müalicəsi aparılır (təmizləmə, sərtləşdirmə, tavlama). Paslanmayan poladdan hazırlanmış məhsullar üçün vacibdir, çünki müxtəlif aqressiv mühitlərdə - 20 dərəcə və yuxarı temperaturda turşu, qaz, qələvi, maye metalda yaxşı dayanmağa imkan verir.
Soyuğa davamlı austenitik kompozisiyalar 8-25% nikel və 17-25% xrom ehtiva edir. Onlar kriogen vahidlərdə istifadə olunur, lakin istehsalın dəyəri əhəmiyyətli dərəcədə artır, buna görə də çox məhdud şəkildə istifadə olunur.
İstilik müalicəsi xüsusiyyətləri
İstiliyədavamlı və istiliyədavamlı siniflər faydalı xüsusiyyətləri artırmaq və mövcud taxıl strukturunu dəyişdirmək üçün müxtəlif növ istilik müalicələrinə məruz qala bilər. Söhbət dispers fazaların sayı və paylanma prinsipindən, blokların və taxılların özlərinin ölçüsündən və s.
Belə poladın yumşaldılması ərintinin sərtliyini azaltmağa kömək edir (bəzən bu əməliyyat zamanı vacibdir), həmçinin həddindən artıq kövrəkliyi aradan qaldırır. Emal prosesində metal 30-150 dəqiqə ərzində 1200 dərəcə qızdırılır, sonra zəruri Mümkün qədər tez sərinləyin. Əhəmiyyətli miqdarda ərinti elementləri olan ərintilər adətən yağlarda və ya açıq havada, daha sadə ərintilər isə adi suda soyudulur.
Çox vaxt ikiqat sərtləşdirmə aparılır. Birincisi, kompozisiyaların ilk normallaşdırılması 1200 dərəcə temperaturda həyata keçirilir, daha sonra 1100 dərəcə ikinci normallaşma plastik və istiliyədavamlı xüsusiyyətlərin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına imkan verir.
Artan istilik müqaviməti və mexaniki gücü ikiqat istilik müalicəsi (bərkləşmə və yaşlanma) prosesi ilə əldə edilə bilər. Əməliyyatdan əvvəl bütün istiliyədavamlı ərintilərin süni yaşlanması aparılır (yəni dispersiya ilə bərkidilir).