Ostenitik zanglamaydigan po'lat. Yuqori qotishma ostenitik po'latlar va qotishmalar. Osnitik po'latlardan tayyorlangan mahsulotlar
Ostenitik issiqlikka bardoshli po'latlar dvigatel klapanlari, gaz turbinasi pichoqlari va reaktiv dvigatellarning boshqa "issiq" qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi - asosan 600-700 ° S haroratda ishlash uchun.
Barcha ostenitik issiqlikka chidamli po'latlar ko'p miqdorda xrom va nikel, shuningdek, boshqa elementlarning qo'shimchalarini o'z ichiga oladi.
Ostenitik issiqlikka chidamli po'latlar bir qator umumiy xususiyatlarga ega - yuqori issiqlikka chidamlilik va shkalaga chidamlilik, yuqori egiluvchanlik, yaxshi payvandlash va katta chiziqli kengayish koeffitsienti. Biroq, pearlit va martensitik po'latlarga nisbatan ular texnologik jihatdan kamroq rivojlangan: bu qotishmalarni qayta ishlash va kesish qiyin; payvand choki mo'rtlikni oshirdi; Haddan tashqari qizib ketish natijasida olingan qo'pol taneli strukturani issiqlik bilan ishlov berish orqali tuzatib bo'lmaydi, chunki bu po'latlarda fazali qayta kristallanish bo'lmaydi. 550-600 ° S oralig'ida bu po'latlar ko'pincha don chegaralari bo'ylab turli fazalarning yog'ingarchiliklari tufayli mo'rtlashadi.
Ostenitik po'latlarni ikki guruhga bo'lish mumkin:
1) issiqlik bilan ishlov berish bilan qotib qolmagan, ya'ni dispersiyali qotib qolishga moyil emas (shartli ravishda ularni bir hil deb ataymiz, garchi aslida ular ikkinchi fazalarni o'z ichiga oladi, lekin kuchli qarish ta'sirini keltirib chiqarmaydigan miqdorda):
2) issiqlik bilan ishlov berish orqali qotib qolgan va qattiqlashgandan keyin + chiniqtirilgandan keyin qo'llaniladi. Kuchlanish karbid, karbonitrid yoki intermetalik fazalarning cho'kishi tufayli hosil bo'ladi. Qarish qobiliyati ma'lum elementlarning (xrom va nikeldan tashqari) eruvchanlik chegarasidan oshib ketadigan miqdorda mavjudligi bilan bog'liq.
Xrom va nikel bu po'latlarning asosiy qotishma komponentlari hisoblanadi. Birinchisi shkala qarshiligini, nikel esa ostenitning barqarorligini aniqlaydi. Nikel etishmasligi bilan a-fazaning qisman shakllanishi mumkin, bu esa issiqlik qarshiligini buzadi.
Eng muhim ostenitik issiqlikka chidamli po'latlarning tarkibi jadvalda keltirilgan. 67. Birinchi (bir hil) guruhning po'latlari issiqlikka chidamli va zanglamaydigan po'lat sifatida ishlatiladi, shuning uchun ular keyingi bobda batafsil tavsiflanadi, ammo bu erda biz ularning shkalasi qarshiligi va issiqlikka chidamliligi haqidagi ma'lumotlar bilan cheklanamiz (qarang. 68, 69-jadvallar).
Ishlash haroratida (500-700 ° C) uzoq vaqt ta'sir qilish po'latni don chegaralari bo'ylab ortiqcha fazalarning chiqishi (336-rasm) va po'latning intermetallik birikmasi bo'lgan -faza (sigmatizatsiya) hosil bo'lishi tufayli po'latni mo'rtlashtiradi. turi Ushbu transformatsiyalar juda sekin davom etadi.
Ikkinchi guruhning po'latlari, birinchisidan farqli o'laroq, qattiq eritmaning parchalanishi tufayli beqaror va qotib qolishga moyil bo'ladi (yopishqoqlik pasayadi).
Ushbu po'latlarni issiqlik bilan ishlov berish suvda 1050-1100 ° S haroratda söndürme va 600-750 ° S haroratda qarishdan iborat. Bu temperleme - qarish tufayli qattiqlik ortishi sabab bo'ladi
67-jadval. (skanerlashga qarang) Ostenitik issiqlikka chidamli po'latlarning tarkibi (GOST 5632-72), %
Guruch. 336. Ostenitik issiqlikka chidamli po'latning mikro tuzilishi, a - qattiqlashgandan keyin; b - 650 ° C da qarishdan keyin
dispersiyaning qattiqlashishi: qarish jarayonida ortiqcha fazalar asosan don chegaralari bo'ylab chiqariladi (336-rasmga qarang).
Albatta, bunday issiqlik bilan ishlov berishning maqsadi issiqlik qarshiligini oshirishdir; Ikkinchi guruhning ostenitik po'latlari issiqlikka chidamliligiga ega
bir hil ostenitik po'latlardan yuqori, bu ikkinchi fazaning nozik taqsimlanishi bilan izohlanadi, lekin bu faqat qisqa xizmat muddati uchun afzallik; uzoq xizmat qilish muddati davomida ortiqcha qotib qolish fazasi koagulyatsiyalanadi va keyin bir hil qotishmalar issiqlikka chidamliligi bo'yicha yog'ingarchilikni qattiqlashtiruvchi qotishmalardan oshib ketishi mumkin.
Buni jadvalda keltirilgan ma'lumotlarni taqqoslashdan ko'rish mumkin. 68 va 69.
68-jadval. (skanerga qarang) Ba'zi ostenitik po'latlarning xususiyatlari (bir hil)
69-jadval. (skanerga qarang) Ba'zi yog'ingarchiliklarga chidamli ostenitik po'latlarning issiqlikka chidamli xususiyatlari
Ko'proq yoki kamroq umumiy maqsadlar uchun ushbu po'latlarga qo'shimcha ravishda, torroq ilovalar uchun ostenitik issiqlikka chidamli po'latlar mavjud: yuqori shkalaga chidamli quyma qismlar uchun (pech qismlari, masalan, retortlar), isitishga moyil bo'lgan qatlam qoplama materiallari va boshqalar.
Ushbu maxsus issiqlikka chidamli va shkalaga chidamli qotishmalarning ba'zilari, ularning shkalaga chidamliligini ko'rsatadigan kompozitsiyalari Jadvalda keltirilgan. 62.
Xrom, nikel va marganets bilan qotishma po'lat, u yuqori haroratdan xona haroratiga va undan pastroq sovutilganda g-qattiq eritmaning (austenit) tuzilishini saqlaydi. Ferritik zanglamaydigan po'latdan farqli o'laroq, ostenitik zanglamaydigan po'lat magnit bo'lmagan, o'rtacha qattiqlik va quvvatga ega, past rentabellikga va yuqori egiluvchanlikka ega. Azizlar (b va d) 50%). Ostenitik zanglamaydigan po'latga nisbatan qattiqlashuv termal operatsiya hisoblanadi. ostenitik strukturani tuzatuvchi ishlov berish. Po'latdagi nikel yoki marganets miqdori to'liq ostenitik struktura hosil qilish uchun etarli bo'lmaganda, oraliq tuzilmalar olinadi: ostenit + ferrit, ostenit + martensit va boshqalar. Fe-Cr-Mn tizimining po'latida, past samaradorlik tufayli. marganetsning ostenit strukturasini hosil qilishda ostenit + ferrit yoki Ostenit-4-martensit ko'proq rivojlangan.
Xrom tarkibining ko'payishi, titan, niobiy, kremniy, tantal, alyuminiy va molibdenning kiritilishi ferrit fazasining shakllanishiga yordam beradi. Nikel tarkibining ko'payishi va azot, uglerod va marganetsning kiritilishi, aksincha, ostenitning mavjudligi doirasini kengaytirishga va uning barqarorligini oshirishga yordam beradi. Ostenit hosil qiluvchi ta'sir samaradorligiga ko'ra qotishma elementlar quyidagi tartibda joylashgan. ketma-ketliklar (shartli koeffitsientlarni ko'rsatuvchi): uglerod (30), azot (26), nikel (1), marganets (0,6-0,7), mis (0,3). Ferrit hosil qiluvchi elementlar: alyuminiy (12), vanadiy (11), titan (7,2-5), kremniy (5,2), niobiy (4,5), molibden (4,2), tantal (2,8), volfram (2,1), xrom (1). ).
Zanglamaydigan ostenitik po'latdan 700-900 ° gacha uzoq vaqt qizdirilishi yoki yuqori haroratdan sekin sovishi qattiq va mo'rt intermetalik qo'rg'oshin fazasining shakllanishiga olib keladi, bu esa yopishqoqlikning juda kuchli yo'qolishiga olib keladi. 900 ° dan yuqori po'latni isitish bu hodisani bartaraf qiladi, mo'rt a-fazaning qattiq eritmaga o'tishini ta'minlaydi. a-fazaning choʻkishi toʻgʻridan-toʻgʻri ostenitdan yoki strukturasida 0-fazaga ega boʻlgan u-N.a.s.ning oʻzgarishidan soʻng hosil boʻlgan ferritdan termal oʻzgarishlar natijasida yorilishga koʻproq moyil boʻlishi mumkin. Natijada qotishma elementlarning martensit o'zgarishi haroratini pasaytirishga ta'sirining samaradorligi oshadi. tartib: kremniy (0,45), marganets (0,55), xrom (0,68), nikel (1), uglerod yoki azot (27).
Qattiq eritmadan (austenit) karbidlarning chiqarilishi undagi qotishma elementlarning kontsentratsiyasining o'zgarishiga olib keladi, bu qisman strukturaviy o'zgarishlarga va magnitlanishning o'zgarishiga olib kelishi mumkin, ayniqsa y ~ va mintaqalar orasidagi chegara yaqinida joylashgan qotishmalarda. a-bosqichlar. Ushbu transformatsiya asosan don chegaralari bo'ylab sodir bo'ladi, bu erda qattiq eritma eng ko'p uglerod va xromdan mahrum bo'ladi, bu esa po'latni intergranular korroziyaga moyil qiladi. Agressiv muhitga ta'sir qilganda, bunday po'lat tezda yomonlashadi va qanchalik kuchli bo'lsa, uglerod miqdori shunchalik yuqori bo'ladi.
Qisqa muddatga oraliq guruhning zanglamaydigan ostenitik po'lati (00X18N10, 00X17G9AN4, 0X17N5G9BA). 5-30 daqiqa davomida isitish. granulalararo korroziyaga juda moyil bo'lmaydi. Bu payvandlangan qo'shma va termal zonada intergranular korroziya xavfisiz payvandlashni amalga oshirish imkonini beradi. etarlicha tez amalga oshirilsa, ta'sir qiladi.
Xrom-nikelli po'latning mustahkamligi sovuq haddeleme, chizish va shtamplash paytida ishni qattiqlashtirish orqali sezilarli darajada oshirilishi mumkin. Bunda Bb varaq va lenta uchun 120 kg!mm2 ga yetishi mumkin, plastmassa uchun 0O,2 100-120 kg!mm2 ga oshadi. xususiyatlari 50-60% dan 10-18% gacha tushadi. Biroq, bu plastisit zaxirasi qismlarni ishlab chiqarish uchun etarli. Sim uchun u 180-260 kg ga ko'tariladi!mm2. Zanglamaydigan ferrit va yarim ferritli po'lat bilan solishtirganda
18-8 turdagi xrom-nikel po'latlari (00X18N10, 0X18N10, X18N9, 2X18N9). Uglerod miqdori kam boʻlgan poʻlatlar (00X18N10 va 0X18N10) Ch. arr. payvandlash uchun elektrod simi sifatida. Payvandlash paychalarining uglerod miqdori qanchalik past bo'lsa, korroziya shunchalik yuqori bo'ladi. payvand chokining chidamliligi. Kh18N9 va 2Kh18N9 po'latlari qisqa vaqt ichida ham donalararo korroziyaga kuchli moyillikka ega. o'rtacha haroratlar oralig'ida isitish, shuning uchun payvandlashdan keyin qismlar ostenitik tuzilishga qadar qattiqlashadi. Asosan X18N9 va 2X18N9 po'latlari nuqta yoki rolikli elektr payvandlash yo'li bilan birlashtirilgan yuqori quvvatli samolyot va avtomobil qismlarini ishlab chiqarish uchun sovuqda qotib qolgan holatda qo'llaniladi.
Xrom-marganets-nikel po'latdir Kh14G14N tarkibida xrom miqdori 12-14% bo'lgan xavfli harorat oralig'ida payvandlash paytida va qizdirilgandan keyin intergranular korroziyaga moyil. U yuqori egiluvchanlik va magnit bo'lmagan xususiyatlarni talab qiladigan uskunalar qismlari uchun ishlatiladi. Korroziya chidamliligi 12-14% xromli po'latlarga yaqin. Qattiqlashgandan so'ng, u 18-8 turdagi po'latdan mustahkamlik jihatidan ustundir. Qo'lda va avtomatik ravishda qoniqarli payvandlangan. 18-8 turdagi xrom-nikel po'latdan yasalgan plomba simidan foydalangan holda rolikli va spotli payvandlash. Issiqlik Payvandlashdan keyin po'latni qayta ishlash (spot ishlov berishdan tashqari) uglerod tarkibiga qarab GOST 6032-58 bo'yicha payvandlangan namunalarni intergranular korroziya uchun nazorat sinovlari usuli bilan belgilanadi.
2X13G9N4 po'latdan yuqori mustahkam konstruktsiyalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, Ch. arr. sovuq haddelenmiş profillardan. lentalar. Ushbu po'latning mustahkamligi va qattiqligi sovuq deformatsiya paytida 18-8 turdagi xrom-nikel po'latdan ko'ra tezroq oshadi. Shuning uchun, sovuq haddelenmiş chiziqlar, egiluvchanlikni haddan tashqari yo'qotmaslik uchun katta darajadagi deformatsiyaga yo'l qo'ymaslik kerak.
Ushbu po'lat chuqur sovuq sharoitda ishonchli ishlaydi va oziq-ovqat sanoatida keng qo'llaniladi. Yuqori mexanik ta'sirga ega St. 450 ° gacha. Kristallararo korroziyaga moyillik bor, shuning uchun Ch vazifasini bajaradi. arr. ulanish nuqta yoki rolikli payvandlash yordamida amalga oshiriladigan qismlarni ishlab chiqarish uchun. Xuddi shu sababga ko'ra, termal paytida sovuq haddelenmiş chiziqlarni qayta ishlashda yuqori darajalarni ishlatish kerak. sovutish tezligi.
X rum-marganets-nikel po'latlari 17-19% xrom miqdori va azot qo'shilishi bilan (X17AG14 va X17G9AN4) atmosfera korroziyasiga va oksidlovchi muhitda yuqori qarshilikka ega. Argon, argon-ark, gaz va vodorod atomli payvandlash yordamida ishlab chiqarilgan qismlar uchun uglerodli past (0,03-0,05%) po'latdan foydalanish va payvandlangan qismlarda korroziyaga moyillik paydo bo'lishining oldini olish uchun jarayonni qat'iy nazorat qilish kerak. bo'g'inlar. Spot yoki rolikli payvandlash yordamida ishlab chiqarilgan qismlar va payvandlashdan keyin termal zarbaga duchor bo'lgan qismlar uchun. qayta ishlash, shuningdek, atmda ishlaydigan qismlar uchun. sharoitlarda uglerod miqdori yuqori bo'lgan ushbu turdagi po'latdan foydalanish mumkin.
Titan yoki niobiy qo'shimchalari bilan 18-8 turdagi xrom-nikel po'latlari (X18N9T, X18N10T, 0X18N10T, 0X18N12T, 0X18N12B). Titan yoki niobiy qo'shilishi po'latning intergranular korroziyaga moyilligini pasaytiradi. Titan va niobiy TiC va NbC kabi barqaror karbidlarni hosil qiladi, korroziyaga chidamliligini oshirish uchun foydali bo'lgan xrom esa karbidlarning bir qismi emas va qattiq eritmada qoladi. Titan po'latga 4-5,5 marta, niobiy esa ugleroddan 8-10 marta ko'p kiritiladi. Titan yoki niobiyning uglerodga nisbatan tarkibi pastki chegarada bo'lsa, po'lat har doim ham intergranular korroziyaga chidamli emas, ayniqsa o'rtacha haroratlarda (500-800 °) qismlarning uzoq xizmat qilish muddati sharoitida. Bu titanning bir qismini nitridlarga bog'laydigan po'latda doimo mavjud bo'lgan azotning ta'siri, shuningdek, issiqlik bilan ishlov berish ta'siridan kelib chiqadi. Termal paytida po'latning haddan tashqari qizishi qayta ishlash (1100 ° dan yuqori) yoki payvandlash, ayniqsa, titanium va uglerod o'rtasidagi nisbat Ti ^ 5 (% G -0,02) formulasi bo'yicha pastki chegarada bo'lgan hollarda zararli hisoblanadi. Bunday holda, 1150 ° dan yuqori haroratlarda qotib qolgan 1Kh18N9T po'latdan intergranulyar korroziyaga moyil bo'ladi. Normlar bo'lsa, issiqlik rejimlari. qayta ishlash (1050° dan qattiqlashuv) va qisqa muddatlarda. isitish uchun titan yoki niobiyning uglerodga nisbati mos ravishda kamida 5 va 10 bo'lishi kerak. 500-750 ° gacha bo'lgan qismlarning davomiyligi va xizmat ko'rsatishi uchun bu nisbatlar titan uchun kamida 7-10 bo'lishi muhimdir. va niobiy uchun 12. Po'latning donalararo korroziyaga moyilligini kamaytirish uchun uglerod miqdorini 0,03-0,05% gacha kamaytirish tavsiya etiladi. Ushbu turdagi po'latdan yasalgan payvandlangan bo'g'inlarning korroziyaga chidamliligi taglikdagi titan va uglerod tarkibiga bog'liq. metall va payvand choki. Chunki Titan payvandlash paytida juda yonib ketadi, shuning uchun elektrodlar uchun maxsuslar ishlatiladi. plomba simidagi titanning yo'qolishini qoplash uchun ferro-titan shaklida titanni o'z ichiga olgan qoplamalar. Ko'pincha, titansiz, lekin juda kam (^0,06%) uglerodli (0X18N9 va 00X18N10 po'latlari) yoki niobiy (0X18N12B) bilan 18-12 turdagi po'latdan elektrodlar bo'lgan 18-8 turdagi xrom-nikel po'latdan yasalgan plomba simlari. ishlatiladi. Azot o'z ichiga olgan muhitda ishlaydigan 1X18N9T po'latdan yasalgan payvandlangan bo'g'inlarda po'latdagi uglerod miqdori ortishi (>0,06%) tufayli pichoq tipidagi korroziya paydo bo'lishi mumkin. Shuning uchun nitrat kislota ishlab chiqarish uchun asbob-uskunalar qismlari uglerod miqdori 0,06% bo'lgan 0X18N10T po'latdan tayyorlanadi. Bundan tashqari, bunday po'latdan umumiy korroziyaga chidamliligi yuqori.
Ikki fazali tuzilishga (y+a) ega bo'lgan po'lat va titan o'rtasidagi payvandlangan birikmaning cho'ktirilgan chok metallida o'rtacha haroratlar (650-800 °) oralig'ida uzoq vaqt davomida qizdirilganda -^a o'zgarishi mumkin. payvand chokiga yuqori mo'rtlikni berish. Payvand chokining mustahkamligini tiklash va korroziyani oshirish uchun. Chidamlilik uchun 850-900 ° haroratda stabillashadigan davolovchi vositadan foydalanish tavsiya etiladi. Bundan tashqari, magniy xlorid va xlor ionlarini o'z ichiga olgan boshqa muhitlarda qaynayotganda qattiqlashuvni olib tashlash va stressli korroziya yorilishini yo'q qilish uchun juda foydali.
Xrom-marganets-nikelli po'lat niobiy qo'shimchasi bilan 0Kh17N5G9BA yuqoriroq intergranular korroziyaga va yuqori korroziyaga qarshilik. azot gazida ishlaydigan payvandlangan bo'g'inlardagi qarshilik. Po'lat xavfli haroratlarda uzoq vaqt ta'sir qilishda donalararo korroziyaga qarshi to'liq immunitetga ega emas, u 500-750 ° da uzoq vaqt qizdirilgandan keyin donalararo korroziyaga moyilligini ko'rsatadi (7-rasm). Yuqori haroratlarda u taxminan bir xil mexanik xususiyatlarga ega. Azizlar, 18-8 turdagi xrom-nikel po'latlari.
Chelik Kh14G14NZT yuqoriroq mustahkamlik va yuqori egiluvchanlik, intergranular korroziyaga moyil emas va keyinchalik termal ishlovsiz payvandlangan qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. qayta ishlash. Mexanik Ushbu po'latning xususiyatlarini sovuq haddeleme orqali oshirish mumkin. 500-700 ° harorat oralig'ida isitish mexanik xususiyatlarni o'zgartirmaydi. Xona haroratida muqaddas po'lat. Po'lat rodlar, choyshablar va chiziqlar shaklida ishlab chiqariladi va niobiysiz yoki niobiy bilan 18-8 turdagi po'lat payvandlash paychalarining foydalanilganda barcha turdagi payvandlash bilan yaxshi payvandlanishi mumkin.
Xrom-nikel-molibden po'latlari X17N13M2T va X 17H 13M 3T san'at, o'g'itlar ishlab chiqarish uchun uskunalar ishlab chiqarishda, kanselyariya sanoatida, kimyo sanoatida qo'llaniladi. mashinasozlik va neftni qayta ishlash sanoati. Po'latlar oltingugurt, qaynayotgan fosfor, chumoli va sirka kislotasiga qarshi yuqori korroziyaga chidamliligini ko'rsatadi va yuqori molibdenli po'latlar - ohakni oqartiruvchi issiq eritmalarda. Yuqori uglerodli tarkibga ega bo'lgan po'latlar (>0,07%) payvandlash va sekin sovutish paytida, shuningdek, o'rtacha diapazonda uzoq vaqt isitish sharoitida intergranular korroziyaga moyil bo'ladi: harorat.
Xrom-nikel-molibdenli po'latlarni payvandlash materiali bilan bir xil tarkibdagi plomba simlari yordamida yaxshi payvandlash mumkin.
Xrom-nikel-molibdenli po'lat Molibden qo'shilishi va yuqori nikel miqdori tufayli 0X23N28M2T 60 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratda sulfat kislotaning suyultirilgan eritmalarida (20% gacha), ftorid birikmalarini o'z ichiga olgan fosfor kislotasida va boshqa yuqori agressiv muhitda yuqori korroziyaga chidamliligiga ega. U san'at va o'g'itlar ishlab chiqarish uchun mashina qismlarida qo'llaniladi. Ostenitgacha qattiqlashgandan so'ng, po'lat o'rtacha quvvatga ega va yuqori egiluvchanlikka ega, yaxshi payvandlanadi. Titan tarkibiga qaramay, po'lat qisqa vaqtdan keyin intergranular korroziyaga moyil bo'ladi. 650 ° da isitish, agar titan va uglerod miqdori nisbati 7 dan kam bo'lsa.
Zanglamaydigan ostenitik po'latning texnologik xususiyatlari juda qoniqarli, bosim bilan ishlov berish 1150-850 ° da amalga oshiriladi, misli po'latlar uchun esa issiq ish diapazoni toraytiriladi (1100-900 °). Yuqori haroratlarda zanglamaydigan ostenitik po'lat martensitik va ferritik po'latlarga qaraganda don o'sishiga kamroq moyil bo'ladi. Xona haroratida N.a.s. yuqori koeffitsientga ega. chiziqli kengayish, isitish haroratining oshishi bilan ortib boradi va koeffitsient kamayadi. issiqlik o'tkazuvchanligi. Biroq, yuqori haroratlarda a va q orasidagi farq N.a.s. va ferritik navli po'lat kamayadi. Shuning uchun isitish N.a.s. pastroqda Harorat asta-sekin, yuqori haroratlarda (800 ° dan yuqori) - tez amalga oshirilishi kerak.
Lit.: Ximushin F.F., Zanglamaydigan po'latlar, M., 1963; uning, "Sifatli po'lat", 1934 yil, № 4; 1935 yil, № 1;
XImushin F.F. va Kurova O.I., o'sha yerda, 1936 yil, No 6; Ximushin F.F.2 Ratner S.I., Rudbax Z. Ya., "Po'lat", 1939 yil, № 8, bet. 40; Medovar B.I., Xrom-nikel ostenitik po'latlarni payvandlash, 2-nashr, Kiev - M., 1958; Metallurgiya va po'latni issiqlik bilan ishlov berish. Ma'lumotnoma, 2-nashr, 2-jild, M., 1962;
Schaeffler
A.
L., «
Metall
Progr.", 1949 yil,v. 56, № 5, r. 680;PostS. V., E, b e g 1 yV.
S., «
Trans.
Amer. Soc. Metallar”, 1947, v. 39, b. 868; Sigma fazasining tabiati, paydo bo'lishi va ta'siri bo'yicha simpozium, Phil., 1951 (ASTM. Special techn. publ, No. 110); Zanglamaydigan po'latlarni baholash testlari bo'yicha simpozium, , 1950 (ASTM. Maxsus texnologiya nashriyoti, № 93); Rosenberg S. J., D a r r J. H., “Trans. Amer. Soc. Metalllar”, 1949, v. 41, b. 1261; K r 1 v o b o k V. N., Linkoln R. A., o‘sha yerda, 1937, v. 25, № 3.
po'latlar ostenitik, ostenitik-ferrit, ostenitik-martenzitik turlarga bo'linadi.
www..htm
Mavjud ostenitik yuqori qotishma po'latlar va qotishmalar asosiy qotishma elementlarning tarkibi - xrom va nikel va qotishma asosining tarkibi bilan ajralib turadi. Yuqori qotishma ostenitik po'latlar 55% gacha bo'lgan miqdorda turli xil elementlar bilan qotishma temir asosidagi qotishmalar hisoblanadi, ularda asosiy qotishma elementlar - xrom va nikelning miqdori odatda mos ravishda 15 va 7% dan yuqori emas. Ostenitik qotishmalarga temir va nikel miqdori 65% dan ortiq bo'lgan nikelning temirga nisbati 1: 1,5 bo'lgan temir-nikel qotishmalari va nikel miqdori kamida 55% bo'lgan nikel qotishmalari kiradi.
Ostenitik po'latlar va qotishmalar tasniflanadi
- qotishma tizimiga ko'ra,
- tizimli sinf,
- xususiyatlari
- va rasmiy maqsad.
Yuqori qotishma po'latlar va qotishmalar kimyoviy, neft, energetika va boshqa sohalarda keng harorat oralig'ida ishlaydigan konstruktsiyalarni ishlab chiqarish uchun keng qo'llaniladigan eng muhim materiallardir. Noldan past haroratlarda yuqori mexanik xossalari tufayli yuqori qotishma po'latlar va qotishmalar bir qator hollarda sovuqqa chidamli po'latlar sifatida ishlatiladi. Tegishli qotishma elementlarni tanlash ushbu po'lat va qotishmalarning xususiyatlarini va asosiy xizmat maqsadini aniqlaydi (1-3-jadvallar).
Korroziyaga chidamli po'latlarning o'ziga xos xususiyati past uglerod miqdori (0,12% dan ko'p bo'lmagan). Tegishli qotishma va issiqlik bilan ishlov berish bilan po'latlar 20 ° C da yuqori korroziyaga chidamliligiga ega va gaz muhitida ham, kislotalar, ishqorlar va suyuq metallarning suvli eritmalarida ham yuqori haroratga ega.
Issiqlikka chidamli po'lat va qotishmalar yuqori haroratlarda yuqori mexanik xususiyatlarga ega va uzoq vaqt davomida isitish yuklariga bardosh berish qobiliyatiga ega. Ushbu xususiyatlarni berish uchun po'latlar va qotishmalar mustahkamlovchi elementlar - molibden va volfram (har biri 7% gacha) bilan qotishtiriladi. Ba'zi po'lat va qotishmalarga kiritilgan muhim qotishma qo'shimchasi bor bo'lib, u donni tozalashga yordam beradi.
Issiqlikka chidamli po'lat va qotishmalar 1100 - 1150 ° S gacha bo'lgan haroratlarda gaz muhitida sirtni kimyoviy yo'q qilishga chidamli. Ular odatda engil yuklangan qismlar (isitish elementlari, o'choq armaturalari, gaz quvurlari tizimlari va boshqalar) uchun ishlatiladi. Ushbu po'lat va qotishmalarning yuqori miqyosdagi qarshiligiga alyuminiy (2,5% gacha) va silikon bilan qotishma orqali erishiladi, bu metallni gaz muhiti bilan aloqa qilishdan himoya qiluvchi qismlar yuzasida kuchli va zich oksidlarni yaratishga yordam beradi.
Qotishma tizimiga ko'ra, ostenitik po'latlar ikkita asosiy turga bo'linadi: xrom-nikel va xrom-marganets. Xrom-nikel-molibden va xrom-nikel-marganets po'latlari ham bor.
Havoda sovutish natijasida olingan asosiy tuzilishga qarab, ostenitik po'latlarning quyidagi sinflari ajratiladi: ostenitik-martenzitik, ostenitik-ferritik, ostenitik.
Temir-nikel (nikel miqdori 30% dan ortiq) va nikel asoslari asosidagi qotishmalar strukturada barqaror ostenitikdir va havoda sovutilganda strukturaviy o'zgarishlarga ega emas. Hozirgi vaqtda ostenitik-borid Kh15N15M2BR1 (EP380), Kh25N20S2R1 (EP532), KhN77SR1 (EP615) va yuqori xromli ostenitik KhN35VYu (EP568), KhN50 (EP668) tarkibidagi austenitik po'latlar va tarkibida alloyitlar, bo'ronli po'latlar va asosiy tarkibga ega. eutec, mos ravishda tik fazalari ham qo'llaniladi.
Tegishli issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng, yuqori qotishma po'latlar va qotishmalar yuqori mustahkamlik va plastik xususiyatlarga ega (4-jadval). Karbonli po'latlardan farqli o'laroq, bu po'latlar qattiqlashganda plastik xususiyatlarni oshiradi. Yuqori qotishma po'latlarning konstruktsiyalari xilma-xil bo'lib, nafaqat ularning tarkibiga, balki issiqlik bilan ishlov berish rejimlariga, plastik deformatsiya darajasiga va boshqa omillarga ham bog'liq.
Fazali diagrammalar bo'yicha o'zgarishlar mintaqalarining pozitsiyasi asosan temir-xrom-nikel yoki temir-xrom-marganets tizimlarining psevdo-binar bo'limlari shaklida aniqlanadi (1-rasm). Temir-xrom-nikel qotishmalari qattiqlashgandan so'ng darhol quyidagi turdagi qattiq eritmalarga ega: α Va γ va aralash qattiq eritmalarning geterogen mintaqasi α + γ . Ostenitning barqarorligi kompozitsiyaning chegaraga yaqinligi bilan belgilanadi α - Va γ -mintaqalar Beqarorlik o'rtacha haroratgacha qizdirilganda va keyingi sovutishda, tez sovutish bilan o'rnatilgan ostenitik tuzilma qisman martensitga aylanganda o'zini namoyon qilishi mumkin. Ushbu qotishmalarda nikel miqdorining oshishi haroratning pasayishiga yordam beradi γ → α (M)-transformatsiyalar (2-rasm).
Guruch. 1. Temir-xrom-nikel (a) va temir-xrom-marganets (b) faza diagrammalarining vertikal kesimlari.
Guruch. 2. Temir-xrom-nikel qotishmalarining qotishmalarga qarab martensit o'zgarishi haroratining o'zgarishi.
Beqarorlik sovuq deformatsiya paytida, 18-8 turdagi po'latlar deformatsiya darajasiga qarab magnit va mexanik xususiyatlarini o'zgartirganda namoyon bo'ladi (3-rasm). Bundan tashqari, ostenitik po'latlarning beqarorligi harorat o'zgarganda, uglerod va xrom kontsentratsiyasining o'zgarishi bilan birga qattiq eritmadan karbidlarning chiqishi tufayli yuzaga kelishi mumkin. Bu muvozanat holatining buzilishiga va ostenitning ferrit va martensitga aylanishiga, asosan, qattiq eritmada xrom va uglerodning eng ko'p kamayishi kuzatiladigan don chegaralari bo'ylab sodir bo'ladi.
Guruch. 3. Sovuq deformatsiya (siqilish) darajasiga qarab xrom-nikel po'latining mexanik xossalarining o'zgarishi (18% Cr, 8% Ni, 0,17% C)
Temir-xrom-marganets qotishmalarining uchlik tizimida, qattiqlashgandan so'ng, doimiy ketma-ket qattiq eritmalar bilan. γ -panjara va keyingi sovutish paytida qotishma tarkibiga qarab turli xil allotropik o'zgarishlar sodir bo'ladi. Marganets kengayadigan elementlardan biridir γ - maydoni va bu jihatdan nikelga o'xshaydi. Etarli konsentratsiyada marganets (>15%) va 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-nikelli po'latlarning kristallanish jarayonida dastlab d-temir panjaraga ega bo'lgan xrom-nikel ferrit kristallari eritmadan tusha boshlaydi (4-rasm). Sovutganda d-ferrit kristallari xrom-nikel ostenitni hosil qiladi, u panjaraga ega. γ -temir, po'lat esa ostenitik tuzilishga ega bo'ladi. Chiziqdan yuqori haroratlarda ostenitik-ferritik va ostenitik po'latlardagi uglerod S.E. qattiq eritmada va interstitsial fazalar shaklida bo'ladi. Chiziq ostidagi po'latni sekin sovutish S.E. qattiq eritmadan uglerodning kimyoviy birikma - asosan don chegaralari bo'ylab joylashgan Cr 23 C 6 tipidagi xrom karbidlari shaklida ajralib chiqishiga olib keladi. Chiziq ostidagi keyingi sovutish S.K. don chegaralari bo'ylab ikkilamchi ferritning cho'kishiga yordam beradi. Shunday qilib, asta-sekin 20 ° C gacha sovutilganda, po'lat ikkilamchi karbidlar va ferrit bilan ustenitik tuzilishga ega.
Guruch. 4. Qotishma 18% Cr, 8% Ni, 74% Fe uchun uglerod tarkibiga qarab psevdo-binar faza diagrammasi
Tez sovutish (söndürme) paytida qattiq eritmaning parchalanishi sodir bo'lishiga vaqt topa olmaydi va ostenit o'ta to'yingan va beqaror holatda mahkamlanadi.
Cho'kmaga tushadigan xrom karbidlari miqdori nafaqat sovutish tezligiga, balki po'latdagi uglerod miqdoriga ham bog'liq. Uning tarkibi 0,02 - 0,03% dan kam bo'lsa, ya'ni ostenitda eruvchanligi chegarasidan past bo'lsa, barcha uglerod qattiq eritmada qoladi. Ostenitik po'latlarning ba'zi kompozitsiyalarida tezlashtirilgan sovutish strukturada birlamchi d-ferritning mahkamlanishiga olib kelishi mumkin, bu esa issiq yoriqlarni oldini oladi.
Po'latdagi qotishma elementlarning tarkibidagi o'zgarish faza mintaqalarining holatiga ta'sir qiladi. Xrom, titan, niobiy, molibden, volfram, kremniy, vanadiy ferritizator bo'lib, po'lat strukturasida ferrit komponentining paydo bo'lishiga yordam beradi. Nikel, uglerod, marganets va azot ostenitik tuzilmani saqlab turadi. Shu bilan birga, ko'rib chiqilayotgan po'latlardagi asosiy qotishtiruvchi elementlar xrom va nikeldir. Ularning nisbatiga qarab, po'latlar ba'zan kichik (%Ni/%Cr)≤1 va katta (%Ni/%Cr)>1 ostenitik zahiraga ega bo'lgan po'latlarga bo'linadi.
Titan va niobiy bilan qotishma qilingan ostenitik xrom-nikel po'latlarida nafaqat xrom karbidlari, balki titan va niobiy karbidlari ham hosil bo'ladi. Titan Ti > [(% C–0,02) * 5] yoki niobiy Nb > (% C * 10) tarkibida barcha erkin uglerod (ostenitda eruvchanligi chegarasidan yuqori) titanium yoki niobiy shaklida ajralib chiqishi mumkin. karbidlar va ostenitik po'lat donalararo korroziyaga moyil bo'lmaydi. Karbidlarning cho'kishi po'latlarning mustahkamligini oshiradi va plastik xususiyatlarini pasaytiradi. Karbidlarning bu xossasi Ni 3 Ti zarralari bilan intermetalik qattiqlashuv bilan birgalikda amalga oshiriladigan issiqlikka chidamli po'latlarni karbidli qotish uchun ishlatiladi; Ni 3 (Al, Ti), Fe 2 Vt, (N, Fe) 2 Ti va boshqalar Intermetallik birikmalar, shuningdek, 900 dan past haroratlarda uzoq vaqt isitish yoki sekin sovutish paytida xrom-nikel po'latlarida hosil bo'lgan s-fazani o'z ichiga oladi - 950 ° S. U cheklangan eruvchanlikka ega α - Va γ -qattiq eritmalar va asosan don chegaralari bo'ylab chiqariladi, qotishmani mustahkamlaydi va shu bilan birga metallning plastik xususiyatlarini va zarba kuchini keskin kamaytiradi. Po'latda xrom (16-25%) va ferritizatsiya qiluvchi elementlar (molibden, kremniy va boshqalar) kontsentratsiyasining ortishi 700-850 ° S da s fazasining shakllanishiga yordam beradi. Ushbu fazaning ajralishi asosan ferritning oraliq fazasining shakllanishi bilan sodir bo'ladi ( γ →α→ σ ) yoki d-ferrit transformatsiyasi (d → σ ). Biroq, uni to'g'ridan-to'g'ri qattiq eritmadan ajratib olish ham mumkin ( γ → σ ).
Xrom va marganets ko'p bo'lgan xrom-marganetsli po'latlarda sekin sovutish paytida ham yog'ingarchilik kuzatiladi. σ -bosqichlar. Xrom-marganets va xrom-marganets-nikel po'latlaridagi uglerod, tegishli issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng, ayniqsa, karbid hosil qiluvchi elementlar (vanadiy, niobiy va volfram) bilan birlashganda, po'latlarning dispersion qattiqlashishiga olib keladi.
Ostenitik boridli po'latlarning mustahkamlanishi asosan temir, xrom, niobiy, uglerod, molibden va volframning boridlari hosil bo'lishi tufayli sodir bo'ladi. Ushbu jarayonlarga ko'ra, ostenitik po'latlar qattiqlashuv turiga qarab, karbid, borid va intermetalik qattiqlashuvlarga bo'linadi. Biroq, ko'p hollarda, po'lat va qotishmalarda juda ko'p miqdordagi turli xil qotishma elementlarning mavjudligi sababli, ularning mustahkamlanishi dispers fazalar va intermetalik qo'shimchalarning murakkab ta'siri tufayli yuzaga keladi.
Jadval 1. Ba'zi korroziyaga chidamli ostenitik po'lat va qotishmalarning tarkibi, %
Jadval 2. Ba'zi issiqqa chidamli ostenitik po'lat va qotishmalarning tarkibi, %
Jadval 3. Ba'zi issiqqa chidamli ostenitik po'lat va qotishmalarning tarkibi, %
Jadval 4. Yuqori qotishma ostenitik va ostenitik-ferritik po'lat va qotishmalarning ayrim navlarining tipik mexanik xususiyatlari
E. G. NAZAROV, S. B. MASLENKOV
TSNIICHERMET
ISSN 0026-0819. “Metalshunoslik va metallarga issiqlik bilan ishlov berish”, 3-son, 1970 yil
Issiqlik bilan ishlov berish strukturaga ta'sir qiladi (don o'lchami, blok o'lchami, dispers fazalarning o'lchami va miqdori, ularning tarqalish tabiati), shuningdek, don chegaralarining holatini va mustahkamlash fazalarining yo'naltirilgan chiqarilishini shakllantiradi, bu esa issiqlik xususiyatlarini sezilarli darajada oshiradi. chidamli materiallar.
Mexanik ishlov berish odatda issiqlik bilan ishlov berishdan oldin amalga oshiriladi, lekin ko'pincha issiqlik bilan ishlov berishdan keyin, shuningdek, undan oldin va keyin qo'llaniladi.
Ishlashdan oldin ehtiyot qismlar va yarim tayyor mahsulotlar issiqlik bilan ishlov beriladi, lekin ba'zan (to'liq yoki qisman) ish paytida qayta ishlanadi.
Ostenitik cho'kma-qattiqlashtiruvchi po'latlar va qotishmalar har xil turdagi issiqlik bilan ishlov berishga duchor bo'ladi: tavlanish, qattiqlash, temperaturalash (qari yoki yog'ingarchilik bilan qotib qolish) va stressni engillashtiradigan temperleme.
Ishlov berish yoki boshqa operatsiyalar paytida metall mo'rtlashadi. Mo'rtlikni yo'qotish va qotishmalarning qattiqligini kamaytirish uchun tavlanish qo'llaniladi. Tozalashda qotishmalar yuqori haroratlarda ~ 1000-1250 ° C gacha isitiladi (qotishmaning kimyoviy tarkibiga qarab), 0,5 dan bir necha soatgacha (ishlov beriladigan qism yoki qismning massasiga qarab) saqlanadi va mumkin bo'lgan eng yuqori tezlikda sovutiladi. . Kamroq qotishmali qotishmalar uchun suvda sovutishga ruxsat beriladi, lekin yuqori darajada qotishma murakkab qotishmalar uchun havoda neft va boshqa yumshoq sovutish vositalarida sovutish afzalroqdir, chunki suvda sovutish termal yoriqlarga olib kelishi mumkin.
Yuqori mustahkamlik xususiyatlariga va issiqlikka chidamliligiga erishish uchun issiqlikka bardoshli po'latlar va qotishmalar qattiqlashuv va keyingi qarishdan iborat ikki marta qayta ishlanadi.
Ko'rib chiqilayotgan qotishmalar uchun qattiqlashuv operatsiyasi o'z ta'sirida karbonli po'latlarning qattiqlashuvidan farq qiladi va qattiq eritmada karbid va intermetalik fazalarni eritish maqsadida amalga oshiriladi, ya'ni. minimal qattiqlik bilan bir hil qattiq eritma olish uchun. AQSh va Angliyada oddiy karbonli po'latlarning qattiqlashishi "qattiqlashuv" deb ataladi, ya'ni qattiqlikni olish; issiqlikka chidamli qotishmalarning qattiqlashishi "eritma bilan ishlov berish", ya'ni (qattiq) eritmaga ishlov berish deb ataladi.
Barcha dispersiyaga chidamli issiqlikka chidamli po'lat va qotishmalar uchun qattiqlashuv uchun isitish harorati taxminan tavlanish harorati bilan bir xil.
Yuqori haroratlarda ushlab turish orqali ortiqcha fazalar qattiq eritmada eritiladi va kerakli o'lchamdagi donalar olinadi. Po'lat va qotishmalarning don hajmi isitish harorati va ushlab turish vaqtiga bog'liq.
Ko'pincha, söndürme so'ng, ortiqcha fazalar yog'ingarchilik oldini olish uchun tezroq sovutish tavsiya etiladi. Biroq, quyida ko'rsatilgandek, bu kerak emas, ayniqsa murakkab ostenitik qotishmalarni qayta ishlashda, bunda nisbatan tez sovutish bilan ham katatermik qattiqlashuv sodir bo'ladi, ya'ni yuqori haroratdan sovutilganda mustahkamlash fazalari chiqariladi. Bu jarayon qotishmalarning dispersion qattiqlashuvga moyilligiga bog'liq, shuning uchun bu muhim hodisaga to'xtalib o'tish kerak.
Chelik va qotishmalarning dispersion qattiqlashishi yoki qarishi: anatermik, katatermik va izotermik bo'lishi mumkin. Diatermik qarish po'lat yoki qotishmani doimiy ravishda ortib borayotgan haroratda isitish jarayonida, katatermik qarish po'lat yoki qotishmani doimiy ravishda pasayib borayotgan haroratda sovutish jarayonida sodir bo'ladi. Izotermik qarish doimiy haroratda sodir bo'ladi
Kuchsiz, o'rtacha va kuchli dispersiyali qotishmalar mavjud. Ular o'rtasida keskin farq yo'q, ammo bu qotishma guruhlarini dispersiyani qotib qolish jarayonlarining intensivligiga qarab ajratish oson. Ushbu tamoyilga ko'ra, birinchi marta ishda, keyin esa ishda dispersion-qattiqlashtiruvchi qotishmalar uch guruhga bo'lingan.
Yuqori yog'ingarchilik bilan qattiqlashuvchi po'latlar va qotishmalar, odatda, katatermik qarish paytida qattiqlashuv tufayli samarali tarzda mustahkamlanadi. Ushbu qotishmalarda 5-7% yoki undan ko'p mustahkamlash bosqichi mavjud. Ushbu qotishmalarning qo'shimcha qarishi qattiqlik va mustahkamlikning kam yoki deyarli o'sishiga olib keladi, masalan, NH35VTYu (EI787), EI929, EI867, Yudimet 700, Nin-109, Nin-115 va boshqalar kabi qotishmalar. Kimyoviy tarkibi qotishmalar jadvalda keltirilgan. 3 va 4.
O'rtacha dispersiyali qattiqlashtiruvchi qotishmalar katatermik va ko'proq darajada izotermik qarish davrida mustahkamlanadi. Ushbu qotishmalar KhN35VT (EI612), EI612K, KhN35VTR (EI725), EP164, A-286, Discaloy-24 mustahkamlash bosqichining 2-5% ni o'z ichiga oladi.
Zaif yoki past dispersiyali qattiqlashtiruvchi qotishmalar faqat sun'iy izotermik qarish paytida mustahkamlanadi. Ushbu po'latlar va qotishmalar katatermik qarishga tobe emas va oz miqdorda mustahkamlash fazasini (2% gacha) o'z ichiga oladi. Ushbu guruhga qotishmalar kiradi: EI813, Kh25N16G7AR (EI835), EI435, Nim-75, V-480S va boshqalar.
Shunday qilib, yuqori haroratli isitishdan keyin qotishmalarning tez sovishini ta'minlashning hojati yo'q. Bir yoki boshqa guruhning qotishmalarining zaruriy mustahkamlanishi tabiiy katatermik yoki sun'iy izotermik qarish natijasida yoki, nihoyat, ularning kombinatsiyasi natijasida amalga oshirilishi mumkin.
Ikki marta qattiqlashish. Ba'zi qotishmalar, ayniqsa mustahkamlovchi fazaning muhim miqdorini o'z ichiga olganlar uchun, mexanik xususiyatlarning eng yaxshi kombinatsiyasi ikki marta qattiqlashgandan so'ng (normalizatsiya) olinadi. Birinchi yuqori haroratli normalizatsiya (1170-1200 ° C) bir hil qattiq eritma va nisbatan qo'pol donalar hosil bo'lishini ta'minlaydi, bu esa eng yuqori o'rmalanish qarshiligiga yordam beradi. Ikkinchi past haroratli normalizatsiya (1000-1100 ° S) don chegaralari bo'ylab karbidlarning ustun yog'ingarchilikka olib keladi va o'zgaruvchan dispersiyaning mustahkamlash bosqichini hosil qiladi. Havoda 1050 °C dan soviganida kattaroq g'-fazali cho'kmalar hosil bo'ladi. Ko'pgina qotishmalar uchun - KhN70VMTYu (EI617), EI929, KhN35VTYu (EI787), "Nimonik" seriyali - qarigandan keyin ikki marta normalizatsiya qilingandan so'ng, issiqlikka chidamli va plastik xususiyatlar sezilarli darajada oshadi.
Dispersiyaning qattiqlashishi (qarish). Yuqori mustahkamlik xususiyatlarini olish uchun deyarli barcha issiqlikka chidamli qotishmalarni ishlatishdan oldin dispersiyali qattiqlashuv (qattiq eritmadan dispers fazalarni ajratish) amalga oshiriladi. Mustahkamlash fazalarining tarkibi va tabiati ma'lum bir qotishma uchun qarish harorat rejimlarini belgilaydi.
Nikel-xrom, temir-nikel-xrom va kobalt-nikel-xrom asoslari asosidagi issiqlikka chidamli qotishmalarga quyidagilar kiradi:
a) birlamchi karbidlar (TiC, VC, TaC, ZrC, NbC va boshqalar), dissotsilanish harorati juda yuqori;
b) qattiq eritmadan ajralib chiqadigan ikkilamchi karbidlar (M 23 C 6; M 6 C; M 7 C 3). Karbid M 23 C 6 5% Cr yoki undan ko'p bo'lgan qotishmalarda hosil bo'ladi;
v) asosiy mustahkamlovchi intermetalik g’-fazalar (Ni 3 Ti, Ni 3 Al, Ni 3 Nb va boshqalar). Ushbu fazalarning nozik dispersiyasi va qattiq eritma bilan muvofiqligi tufayli qotishmalar ularning hosil bo'lishida maksimal issiqlik qarshiligiga ega bo'ladi.
Karbid bilan qattiqlashtirilgan po'latlar va qotishmalar intermetall qotib qolgan qotishmalarga qaraganda past haroratlarda qo'llaniladi. Karbidlar g' fazalariga qaraganda kamroq dispersli, koagulyatsiyaga ko'proq moyil bo'ladi va qotishma matritsasida kamroq bir xilda taqsimlanadi. Biroq, o'rtacha issiqlik qarshiligiga erishish uchun bitta karbidni mustahkamlash kifoya. Karbid fazalari g'-fazaning cho'kishi natijasida qotib qolgan qotishmalarni qo'shimcha ravishda mustahkamlaydi.
g'-fazalar va karbidlar zarrachalarining morfologiyasi ko'p jihatdan issiqlik bilan ishlov berish va uning davomiyligiga bog'liq va qotishmalarning xususiyatlarini tartibga soladi. Issiqlik ta'sirining davomiyligi g'-fazaning zarracha o'lchamlarini kattalashishiga olib keladi va birinchi navbatda don chegaralarida sodir bo'ladigan reaktsiyalarni keltirib chiqaradi. Issiqlik bilan ishlov berish jarayonida qotishmalarda sodir bo'ladigan jarayonlarni tushunish va uzoq muddatli xizmat ko'rsatish jarayonida ularning xususiyatlarini bashorat qilish uchun har qanday haroratda va bu haroratda turli xil ushlab turish vaqtlarida g'-fazaning aniq tarkibini bilish juda muhimdir. matritsa qattiq eritmasining kimyoviy tarkibi. Karbid va intermetalik fazalarning aylanish tezligi va ularning reaktsiyalari qattiqlik, fizik va mexanik xususiyatlarning o'zgarishi kinetikasidan olingan ma'lumotlardan foydalangan holda qo'shimcha ravishda baholanishi mumkin. Alyuminiy, titan va molibden bilan qotishma qilingan, xrom va kobaltni o'z ichiga olgan eng keng tarqalgan, issiqqa chidamli nikel asosidagi qotishmalarda transformatsiya reaktsiyalari tenglama sifatida ifodalanishi mumkin: XONIM+γ→ M 6 S+γ+γ’+ XONIM, Qayerda M elementlar: Cr, Ti, Ta va boshqalar; M'- xuddi shunday karbid hosil qiluvchi elementlar M. Ishga ko'ra, uglerod miqdorining taxminan yarmi karbidlarda qoladi XONIM, biz buni shartli ravishda chaqirdik XONIM; g'-faza (Ni 3 M) - nikel bilan qattiq g-eritmada ortiqcha titan va alyuminiy birikmasi.
Karbidlar M 6 S 980-1150 °C da hosil bo'ladi, karbid reaktsiyasi XONIM→M 23 S 6 760-980 ° S haroratda sodir bo'ladi. Aniqlanishicha, agar qotishma tarkibida >6% miqdorida molibden va volfram bo'lsa, u holda karbidlar asosan shaklda ajralib chiqadi. M 23 S 6, ammo, bu qoida noto'g'ri asosli ko'rinadi, deb ko'rsatilgan. Bu, albatta, uglerod tarkibiga bog'liq.
V-1900 qotishmasida olib borilgan tadqiqotlar issiqlik bilan ishlov berishdan keyin (1080 ° C 4) unda sodir bo'ladigan reaktsiyalarni aniqladi. h, havo+899 °C 10 h, havo) va uzoq muddatli qarish davrida 2400 gacha h 980 ° C da. Ular tenglama bilan ifodalanadi:
XONIM + γ + γ’ → M 6 S+ g + qolgan g'.
Karbidlar XONIM (A= 4,37 Å) titan va tantal, karbidlarga boy M 6 S (A= 11,05 Å) molibden, nikel va kobaltga boy. Karbidlar M 6 S ikki shaklda kuzatiladi: globulyar va qatlamli. Vaqt o'tishi bilan karbidlarning globullari va plitalari kattalashadi. g' fazali cho'kmalar dastlab sharsimon bo'lib, so'ngra g'-faza plitalar shaklida paydo bo'ladi, vaqt o'tishi bilan yuqori haroratlarda ular o'sib boradi, to'planadi va kattaligi cho'ziladi. Shu bilan birga, g'-fazali cho'kmalar barcha karbidlar va don chegaralarini qobiq shaklida o'rab oladi. Voltajni qo'llash karbid o'tish jarayonini sezilarli darajada tezlashtiradi XONIM karbidlarga aylanadi M 6 S va intermetalik o'zgarishlar. Xrom miqdori yuqori bo'lgan qotishmalarda asosan karbidlar hosil bo'ladi M 23 S 6.
Issiqlik ta'sirida kuchlanishlar qo'llanilganda g'-fazali transformatsiyaning reaktsiya tezligi, kuchlanishlar ilgari olingandan ko'ra kattaroq bo'ladi. Stresslar yog'ingarchilik va o'zgarishlarning tanlangan jarayonlariga olib keladi va don chegaralarining qalinlashishiga yordam beradi, ishlarda ko'rsatilgandek, mustahkamlash fazalarining cho'zilishi va birlashishiga olib keladi. Donning yiriklashishi chegara zonalarida sodir bo'ladigan karbid va intermetalik fazalarning o'zgarishi reaktsiyalarini tezlashtirishga yordam beradi. Masalan, qotishmalarda yuqori haroratli qatlamli fazaning ko'rinishi qo'pol taneli qotishmalarda ancha oldinroq aniqlanadi.
Ish 15 Cr-25 Ni-3 Al-2,5 Ti qotishmasida g'-faza Ni 3 (Al, Ti) bilan bir qatorda intermetallik faza Ni 2 -Al, Ti hosil bo'lishini aniqladi. Ni 2 Al, Ti fazasi 700 °C da qarish jarayonida hosil bo'ladi va plitalar shakliga ega, ularning kattaligi qarish vaqti bilan ortadi. Bu faza asosan g' fazadan bo'shagan joylarda, shuningdek, don chegaralari bo'ylab chiqariladi. Qattiq eritma bilan mos kelmaydi, shuning uchun qotishma yo'q qilinishidan oldin mikrobo'shliqlar birinchi navbatda uning cho'kmalari yonida hosil bo'ladi.
Laves fazalari(AB 2) - qattiq eritma bilan mos kelmasligi va termal beqarorligi tufayli qotishmalarni biroz mustahkamlaydi. Ammo strukturada g'-faza mavjud bo'lganda, Laves fazalari yog'ingarchilikning inkubatsiya davrining o'ziga xos davomiyligi tufayli qotishmalarning xizmat qilish muddatini 750 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratlarda uzaytirish imkonini beradi.
Borid fazalari- turi M 3 AT 2, M 3 IN, M 5 5 xil bor qotishmalari murakkab kimyoviy tarkibga ega. Masalan, bu ishda bunday fazalar birikmaga (Mo 0,5 Cr 0,25 Ti 0,15 Ni 0,10) 3 B 2 mos keladi.
Muayyan fazalarning mavjudligiga va qotishma holatiga (quyma, deformatsiyalangan) qarab, dispersiyani qotish rejimlari belgilanadi. Qarish harorati mustahkamlash fazalarining erishi va koagulyatsiya yoki birlashishga olib kelmasligi kerak. Ba'zi hollarda kerakli xususiyatlarni olish uchun ataylab yuqori haroratni qo'llash kerak bo'lsa-da, zarrachalarning koagulyatsiyasiga va ularning kamroq tarqalgan shaklda chiqishiga olib keladi. Odatda, karbid qattiqlashuvi bilan qotishmalarning qarishi 600-800 ° S haroratda, ortiqcha fazalar soni va tarkibiga qarab 700-1000 ° S da intermetalik qattiqlashuv bilan amalga oshiriladi. Qotishmalarda mustahkamlash fazasi (titan va alyuminiy yig'indisi) miqdori ortishi bilan qarish harorati ham oshadi (1-rasmga qarang). 8% dan ortiq (Ti + Al) o'z ichiga olgan qotishmalar faqat 1050-1200 ° S gacha qizdiriladi va havoda sovutiladi. Katatermik qarish natijasida bunday qotishmalar maksimal qattiqlashuvga ega bo'ladi (masalan, ZhS6-K va EI857 qotishmalari). Rene 100 va IN-100 qotishmalari 9-10,5% (Ti + Al) bilan ~ 1000 ° C da qariydi, lekin bu aslida qarish emas, balki ikkinchi qattiqlashuvdir. Ko'rinib turibdiki, bunday qotishmalar uchun bu yuqori haroratli qarish kerak emas, ular katatermik qarishga ko'proq moyil bo'ladi va ular uchun normalizatsiya haroratidan havoda sovutish juda etarli, masalan, IN-100 qotishmasi uchun rasmda ko'rsatilgan.
1-rasm.
Qarish rejimlari qotishmaning kerakli xususiyatlariga qarab o'zgartirilishi mumkin. Bosqichli qarish rejimlari mavjud - ikki barobar va murakkabroq, ammo ular juda amaliy emas. Qisqa muddatli xizmat muddati va ayniqsa uzoq muddatli xizmat muddati uchun ko'p bosqichli qarish rejimlaridan foydalanish mutlaqo asossizdir, chunki murakkab issiqlik bilan ishlov berish jarayonida hosil bo'lgan tuzilmalar uzoq muddatli foydalanish sharoitida muqarrar ravishda o'zgaradi. harorat va yukning ta'siri. Qotishmalardagi qarish jarayonlari boshlang'ich struktura holatidan qat'iy nazar davom etadi. Mustahkamlash fazasining zarralari koagulyatsiyalanadi, birlashadi va beqaror zarrachalar qattiq eritmada eriydi, yangi ko'proq muvozanatli (bu bosqichda) zarrachalarning takroriy va takroriy chiqishi sodir bo'ladi, bu jarayonlar bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. Harorat sharoitlariga qarab, u yoki bu jarayon ustun bo'lishi mumkin. Ta'sir qilishdan keyin (odatda 4 dan 16 gacha h) qarish haroratida qotishmalar havoda sovutiladi.
Chet el qotishmalari uchun odatdagi issiqlik bilan ishlov berish rejimlari jadvalda keltirilgan. 1. va mahalliy uchun - jadvalda. 2. Ushbu qotishmalarning kimyoviy tarkibi jadvalda keltirilgan. 3 va 4. Shuni ta'kidlash kerakki, biz bu qotishmalar uchun tavlanishni deyarli hech qachon ishlatmaymiz va söndürme (normalizatsiya) dan tavlanish juda kam farq qiladi (1-jadvalga qarang).
1-jadval
| Qotishma | Yuvish | Qattiq eritma bilan ishlov berish | O'rta qarilik | Yakuniy qarish | ||||
| °C da harorat | Vaqt h | °C da harorat | Vaqt h | °C da harorat | Vaqt h | °C da harorat | Vaqt 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 | |
| Vaspaloy | 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 |
| * Quyma qotishmalar | ||||||||
jadval 2
| Qotishma | 1-qattiqlashuv | 2-qattiqlashuv | Yakuniy qarish | |||
| °C da harorat | Vaqt h | °C da harorat | Vaqt h | °C da harorat | Vaqt h | |
| EI435 | 980..1020 | 0,5 | — | — | — | — |
| XN77TYUR | 1080 | 8 | — | — | 700..750 | 16 |
| XN70VMTU | 1200 | 2 | 1050 | 4 | 800 | 16 |
| XN35VTU | 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 da oraliq qarish 8 h. | ||||||
3-jadval
| Qotishma darajasi | Element tarkibi %da | ||||||||
| C | Cr | Co | Mo | Nb | Ti | Al | Fe | Boshqa elementlar | |
| 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 |
| Vaspaloy | 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-713 C | 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 |
4-jadval
| Qotishma darajasi |
|
|||||||||
| C | Cr | Co | Mo | V | Ti | Al | Fe | B | Boshqa elementlar | |
| EI435 | 0,10 | 20 | — | — | — | 0,30 | 0,10 | 1 | — | — |
| XN77TYUR | 0,05 | 20 | — | — | — | 2,5 | 0,8 | 1 | 0,01 | 0,10 S |
| XN70VMTU | 0,10 | 15 | — | 3 | 6 | 2,1 | 2,1 | 5 gacha | 0,02 | 0,02 S; 0,3V |
| XN35VTU | 0,05 | 15 | — | — | 3 | 3 | 1,2 | ~40 | 0,03 | 0,02 S |
| EI445R | 0,05 | 18 | — | 4,5 | 4,5 | 2,5 | 1,2 | 1 | 0,01 | 0,02 S |
| EI893 | 0,05 | 15 | — | 5 | 10 | 1,4 | 1,4 | 1 | 0,01 | 0,02 S |
| 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 | — |
Chet elda qattiqlashuv harorati pastroq va ushlab turish muddati SSSRda qo'llaniladigan qattiqlashuv haroratidan ancha qisqaroq (deyarli 2 marta). Natijada, chet el qotishmalari mamlakatimizda qo'llaniladiganidan ko'ra nozik taneli. Ikkinchi qattiqlashuv chet elda qo'llanilmaydi, bizning mamlakatimizda esa ko'plab qotishmalar uchun muvaffaqiyatli qo'llaniladi.
Jadvalda keltirilgan. 1 va 2 tipik issiqlik bilan ishlov berish rejimlari talablarga qarab o'zgartirilishi mumkin. Ma'lumki, yuqori haroratgacha qizdirish natijasida olingan qo'pol donali qotishmalar nozik tanelilarga qaraganda yuqori o'rmalanish qarshiligiga ega. Dag'al donali qotishmalar (2-3 ball) ham yuqori haroratlarda sezilarli darajada yuqori uzoq muddatli kuchga ega. Biroq, o'rtacha yuqori haroratlarda (600-700 ° S) o'rtacha don hajmi 4-5 ball bo'lgan qotishmalar yuqori issiqlik qarshiligiga ega. Tarmoqlangan don chegaralarining yuqori sirt energiyasi tufayli nozik taneli struktura, ayniqsa, yuqori ish haroratida beqarorroqdir, shuning uchun issiqlikka bardoshli qotishmalarning don o'lchamlari, ayniqsa uzoq muddatli xizmat ko'rsatish uchun mo'ljallangan, 3 ga to'g'ri kelishi kerak. Standart shkala bo'yicha -4 ball. Bu don hajmi 1100-1120 ° S gacha qizdirilgandan so'ng, murakkab qotishmalar uchun esa 1150-1170 ° S gacha keng tarqalgan.
Chet elda ko'pchilik sanoat qotishmalari bu haroratlarda isitiladi.
Xona va past haroratlarda (~ 550 ° C) yuqori mustahkamlik xususiyatlarini olish uchun normalizatsiya 950-1050 ° C da va past haroratlarda qarish amalga oshirilishi kerak, buning natijasida qotishmalar nozik taneli (5-6 nuqta). ), nozik dispers g cho'kma '-fazalari bilan mustahkamlanadi.
Shunday qilib, issiqlik bilan ishlov berish rejimini tanlash zarur mexanik xususiyatlar bilan belgilanadi. Dispersiyali qattiqlashuvning harorat oralig'idan (masalan, 900-950 ° C da) yuqori haroratlarda ishlash uchun yuqori dispersiyali qotishmalardan foydalanilganda, ular faqat bitta normalizatsiyaga duchor bo'ladi. Ishlash haroratiga qizdirilganda, isitish jarayonida (anatermik qarish) qotishmalarning intensiv qattiqlashishi sodir bo'ladi, ular ish harorati zonasida maksimal qattiqlashuvni oladi va ma'lum vaqt davomida yuklarga muvaffaqiyatli bardosh bera oladi. Shu bilan birga, bir xil qotishmalar, oldindan eskirgan, harorat va yuklarga nisbatan kamroq qarshilikka ega va shuning uchun unchalik samarali emas. Kuchsiz dispersiyali qattiqlashtiruvchi qotishmalar (EI813, EI435, Inconel-600 va boshqalar) qarilmaydi, chunki ularning dispersiyali qotib qolishi unchalik katta bo'lmagan ta'sir ko'rsatadi va ish paytida sodir bo'ladi. Qotishmalarning uzoq muddatli barqarorligini ta'minlash uchun ularning tarkibida mustahkamlash fazalarining mo''tadil tarkibi bo'lishi kerak (ya'ni, o'rtacha dispersiyali qattiqlashtiruvchi qotishmalardan foydalanish). Bosqichli ishlov berish usullari bilan ta'minlangan nozik dispersli intermetalik va karbid fazalarini bir xil va maksimal darajada ajratish juda muhimdir. Bosqichli qarish rejimlari, garchi ular mustahkamlik xususiyatlarini yo'qotishiga olib kelsa-da, plastik xususiyatlarini sezilarli darajada oshiradi va qotishmalarning termal mo'rtlikka moyilligini kamaytiradi. Biroq, keyingi tajribalar bu usulning nomaqbulligini ko'rsatdi. Shunday qilib, yuqori dispersiyali qotishma KhN35VTYu (EI787) da, murakkab issiqlik bilan ishlov berish rejimlari 750 ° C da faqat bitta qarishdan iborat bo'lgan eng oddiy rejim bilan bir vaqtda sinovdan o'tkazildi. Termik mo'rtlik tendentsiyasi 10'000-20'000 gacha bo'lgan ta'sirlarda baholandi. h va harorat 700 ° C. Natijalar (5-jadval) shuni ko'rsatadiki, dastlabki issiqlik bilan ishlov berish rejimining murakkabligidan qat'i nazar, qotishma mo'rtlashadi. Temperleme bosqichlari sonini yoki ushlab turish muddatini ko'paytirish faqat zarba kuchining dastlabki qiymatlariga ta'sir qiladi. Qarish jarayonida u kamayadi va faqat qarishdan iborat issiqlik bilan ishlov berishdan keyin kamroq darajada.
Avval aytib o'tilganidek, ikkinchi fazaning termodinamik jihatdan beqaror zarrachalarining dispersiyani ajratish, birlashishi va erishi jarayonlari doimiy ravishda sodir bo'ladi. Bu jarayonlar regenerativ tarzda sodir bo'ladi, sikldan keyin tsikl takrorlanadi, shuning uchun qotishma qanchalik oldindan qarigan bo'lsa va issiqlik bilan ishlov berish rejimlari murakkab bo'lmasin, u uzoq muddatli issiqlik ta'sirida o'z xususiyatlarini o'zgartiradi va doimiy ta'sir natijasida mo'rtlashadi. mustahkamlash fazasining zarralarini chiqarish va strukturaviy holatdagi o'zgarishlar.
Biz yagona qarish (oldindan qotib holda) iborat dispersiya-qattiqlashtiruvchi issiq yoki sovuq deformatsiyalangan qotishmalari issiqlik bilan ishlov berishning original va oddiy rejimiga e'tibor qaratishimiz kerak.
Ushbu rejim sizga keng harorat oralig'ida eng yaxshi quvvat xususiyatlari va egiluvchanligini, shuningdek, 750 ° S gacha bo'lgan haroratlarda eng yuqori issiqlik qarshiligi va charchoqqa chidamliligini olish imkonini beradi. Bunga qo'shimcha ravishda, ushbu rejim termal mo'rtlashuvga va kesiklarga befarqligiga yaxshiroq qarshilik ko'rsatadi. Faqatgina qarishdan iborat qayta ishlash rejimi ba'zi qotishmalarda sinovdan o'tkazildi va ishlab chiqarishga muvaffaqiyatli kiritildi. Xorijda bunday rejimlardan foydalanish haqida hozircha ma'lumot yo'q.
Qotishmalarning uzoq muddatli barqarorligini ta'minlashning yana bir muhim sharti - mustahkamlash fazalarining yuqori issiqlik barqarorligiga erishishdir. Bunga mustahkamlash fazalari tarkibini murakkablashtirish, qotishma elementlariga qisman mustahkamlash g'-fazasi tarkibiga kiritish orqali erishiladi. Eng samarali mustahkamlovchi g fazalari - Ni 3 Al va Ni 3 Ti va ularning kombinatsiyasi - Ni 3 (A1, Ti) bilan murakkablashishi mumkin: niobiy, tantal, qalay, kremniy, magniy, berilliy, ruteniy, molibden va boshqa elementlarni ta'minlaydigan boshqa elementlar. nikel qotishmalarining dispersion qattiqlashuvi. Ulardan, masalan, qalay kabi atom diametri biroz kattaroq bo'lgan elementlar alohida qiziqish uyg'otadi.
Nikel bilan g' tipidagi fazalarni hosil qiluvchi ba'zi elementlarning atom diametrlari quyidagicha:
Stressni bartaraf etish. Temperlash ko'pincha stressni engillashtirish va qismlarning o'lchamlarini barqarorlashtirish uchun ishlatiladi. Ichki stresslar ishlov berish, payvandlash yoki ish paytida paydo bo'lishi mumkin. Issiqlikka chidamli qotishmalardan tayyorlangan tayyor mahsulotlar mahsulotning o'lchamlariga qarab ta'sir qilish bilan 400-700 ° S haroratda temperlanadi; bayramdan keyin sekin sovutish. Yuqori haroratlarda qarish jarayonlari boshlanadi va ko'plab qotishmalar uchun temperleme an'anaviy qarish bilan birlashtirilishi mumkin, shuning uchun operatsiyadan oldin yakuniy davolash sifatida qarish jarayonini o'tkazish tavsiya etiladi, bu ichki stresslarni to'liq olib tashlashga imkon beradi.
Yangi tadqiqot. Nikel, nikel-kobalt va boshqa asoslarda ostenitik issiqlikka chidamli qotishmalarning qattiqligi, mustahkamligi, o'rmalanishi va issiqlikka chidamliligini oshirish usuli uchun patent AQShda berilgan (AQSh patenti 1967 yil 4 iyuldagi № 3329535). . Bu usul yuqori gidrostatik bosim (10'000-50'000) ta'sirida havo sovutish bilan eritmani qayta ishlashdan iborat. atm), bu qattiq eritmada uglerodning eruvchanligini sezilarli darajada kamaytiradi (1-10 bosim ostida ushlab turish). min). Yuqori bosim natijasida uglerod atomlari yoki karbidlar matritsadan kogerent cho'kmalarga "siqib chiqariladi" va tarmoq shaklida joylashadi, kogerent fazalarning zarralari esa odatdagidek don chegaralari bo'ylab tushmaydi. Keyinchalik qarish (650-980 ° C) bilan karbidlar qattiq eritmaning bir tekis taqsimlangan hujayra hosilalari atrofida cho'kadi.
AQShda Inconel-718 qotishmasi bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar qiziqish uyg'otadi. Ushbu qotishmaning mustahkamlanishi Ni 3 Nb asosidagi g'-fazani cho'ktirish orqali erishiladi, uning tarkibi Ni 3 birikmasiga (Nb 0,8 Ti 0,2), . Incon1-718 qotishmasi asta-sekin dispersiya bilan qattiqlashadi va natijada yuqori texnologiyali va yaxshi payvandlanadi. 760 °C gacha ishlash uchun javob beradi. Uning yuqori quvvati (s 0,2 dan 120-145 gacha kg/mm 2) yaxshi korroziyaga chidamlilik bilan birlashtirilgan. Shunisi e'tiborga loyiqki, 955 ° C past normalizatsiya harorati (1-jadvalga qarang), bu yuqori quvvat qiymatlarini ta'minlaydi. Niobiyning ushbu qotishma xususiyatlariga ta'siri foydali va samarali. Titan, shuningdek, niobiydan kam bo'lmagan Inconel-718 qotishmasining xususiyatlariga ortib borayotgan ta'sir ko'rsatadi. Alyuminiyning ta'siri kamroq ahamiyatga ega bo'lib, o'zgaruvchan ta'sir bilan kuchning biroz oshishiga olib keladi. Silikon kichik og'ishlar bilan niobiy ta'siriga o'xshaydi. Maqolada ikkilik (Ni+Si) va uchlik (Ni+Si+Ti) qotishmalarini tadqiq qilish natijalari keltirilgan. b-fazaning hosil bo'lishi aniqlangan: Ni 3 S va Ni 3 (Si, Ti), mos ravishda ~12-13% Si va 6-10% Si va 1-4% Ti o'z ichiga olgan qotishmalarda. X-nurlarining diffraktsiya usuli Ni 3 (Si, Ti) fazasi g'-faza Ni 3 (Al, Ti) ga o'xshashligini aniqladi; Ikkilik qotishmalarda Ni 3 Si yoki b-faza 1040 ° C dan past haroratlarda peritektoid reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi. Tegishli Ni 3 (Si, Ti) fazasi kabi sezilarli plastiklikka ega. Ikkilik qotishmaga titan qo'shilishi (~ 2%) peritektoid b-shakllanishini yo'q qiladi va natijada paydo bo'lgan Ni 3 (Si, Ti) fazasi Ni 3 Ti birikmasi (1380 ° C) bilan bir xil erish nuqtasiga ega. Belgilangan miqdorda kremniy va titanni o'z ichiga olgan qotishmalar ancha yuqori mustahkamlik va egiluvchanlikka ega. Xona haroratida quyma qotishmalarning maksimal tortishish kuchi va oquvchanlik kuchi mos ravishda: 55-57 va 25-28 kg/mm 2, va minimal cho'zilish 15-30% oralig'ida.Bu dispersion-qattiqlashtiruvchi qotishmalarning boshqa xususiyatlari berilmagan.
Zararli fazalar. Uzoq muddatli issiqlik bilan ishlov berish paytida yoki xizmat ko'rsatish vaqtida qattiq stoxiometrik nisbatga ega bo'lmagan va o'zgaruvchan tarkibli qattiq eritmalar bo'lgan ko'plab issiqlikka chidamli qotishmalarda s-, m- va boshqa fazalar chiqariladi. Ushbu fazalar po'lat va qotishmalarning plastik xususiyatlarining pasayishiga olib keladi. s-fazaning shakllanishiga xrom, volfram, molibden va boshqalar katta yordam berishi mumkin. Kobaltning kichik qo'shilishi (5% gacha) s-hosil bo'lish jarayonini kamaytirishi mumkin. Shu bilan birga, u Ni 3 M mustahkamlash bosqichining bir qismidir va xromni qattiq eritmaga chiqaradi. Kobalt miqdori 5% dan yuqori bo'lsa, ayniqsa qotishmada xrom etishmovchiligi mavjud bo'lganda, s-hosil bo'lishiga faol ta'sir qiladi. Qotishmalarda s faza hosil bo'lish vaqtini hisoblash usullari mavjud. Bular N v nuqtasi deb ataladigan hisoblar - elektron bo'shliqlarining zichligi nuqtasi, ammo ular har doim ham aniq emas. Nv xavfli nuqtaga ega, lekin s-faza hosil qilmaydigan qotishmalar mavjud. s fazasi Ud-700, Ud-500, Ud-520, IN-713C va Rene-41 qotishmalarida topilgan. s fazasi Ud-700 va IN-100 qotishmalarining ishlashini pasaytirgan bo'lsa-da, boshqa qotishmalarning mustahkamligiga juda kam yoki umuman ta'sir ko'rsatmagan. Yuqori quvvatli quyma qotishmalarni o'rganish shuni ko'rsatdiki, s-fazaning mavjudligi xususiyatlarning pasayishiga ta'sir qilmaydi.
Nikel asosidagi qotishmalar 850-950 ° S haroratgacha oksidlanishga yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Yuqori haroratlarda (söndürme uchun isitish harorati), ular sirtdan va don chegaralari bo'ylab oksidlanadi, shuning uchun issiqlikka chidamli qotishmalarni yuqori haroratlarda issiqlik bilan ishlov berish uchun ish bo'yicha vakuumli yoki vodorodli pechlarga ega bo'lish maqsadga muvofiqdir. . EHM oxirida metallni sovutish inert gaz oqimi yordamida amalga oshiriladi. Oksidlanishga yo'l qo'yib bo'lmaydigan bo'lsa, himoya muhiti bo'lgan pechlardan foydalanish kerak. Tuzli vannalarda isitish istalmagan, chunki vannadagi xloridlar isitish jarayonida, hatto qarish haroratida ham metall yuzasi bilan reaksiyaga kirishishi mumkin. Qarish uchun termal pechlar havo atmosferasi bilan an'anaviy bo'lishi va gaz bilan isitilishi mumkin. Suyultirilgan ekzotermik atmosfera nisbatan xavfsiz va tejamkor. Endotermik atmosfera tavsiya etilmaydi. Agar oksidlanish qabul qilinishi mumkin bo'lmasa, u holda argon atmosferasi ishlatiladi. Issiqlik bilan ishlov berishda haroratni nazorat qilishning aniqligi zarb qilingan qotishmalar uchun 4-5 ° C, quyma qotishmalar uchun 8-10 ° C oralig'ida bo'lishi kerak.
Adabiyotlar ro'yxati:
1.
Nazarov E. G., Latishov Yu. V. Dispersiyaga chidamli issiqlikka chidamli po'lat va qotishmalarning xususiyatlarini yaxshilash. M., GOOINTI, 1964, No 23-64-1349/26.
2.
Borzdyka A. M., Tseitlin V. 3. NTO MASHPROM M. issiqlik bilan ishlov berish bilan bog'liq holda issiqlikka chidamli qotishmalarning tuzilishi va xususiyatlari, "Mashinasozlik", 1967 yil.
3.
Belikova E.I., Nazarov E.G. “MiTOM”, 1962 y., 7-son.
4.
Betterij V., Franklin A. "J. metallar instituti, 1957, v. 85.
5.
Betteridge V. Smit. Issiqlikka chidamli metall materiallar. Xorijiy nashriyot lit., 1958 yil.
6.
Belyatskaya I. S., Livshits B. G. “Universitetlar yangiliklari. Qora metallurgiya”, 1960 yil, 7-son.
7.
Estulin G.V. "Po'lat" jurnaliga qo'shimcha, 1958 yil.
8.
Livshits D. E., Ximushin F. F. Issiqlikka chidamli qotishmalar bo'yicha tadqiqotlar. SSSR Fanlar akademiyasi, 1957 yil.
9.
Danesi V., Donachie M., Radavich J. “TASM”, 1966, v. 59.
10.
Danesi V., Donachie M. “J. metallar instituti, 1969, v. 97.
11.
Cowan T. "J. metallar, 1968, v. 20, № 11.
12.
Nazarov E. G., Pridantsev M. V. “MiTOM”, 1963 yil, 11-son.
13.
Nazarov E. G. “MiTOM”, 1969 yil, 8-son.
14.
Sims S. "J. metallar, 1966 yil, 10-son.
15.
Levin E. E., Pivnik E. M. Yuqori qotishma issiqlikka chidamli qotishmalarni issiqlik bilan ishlov berishning progressiv usullari. "Metalshunoslik va issiqlik bilan ishlov berish" seriyasi. jild. 4. Leningrad, 1963 yil.
16.
Gulyaev A. P., Ustimenko M. Yu, “SSSR Fanlar akademiyasining “Metallar” Izvestiyasi”, 1966 yil, 6-son.
17.
Ulyanin E. A. “MiTOM”, 1966 yil, 10-son.
18.
Uilyams K. "J. metallar instituti, 1969, v. E7.
19.
Merfi X., Sims C. Beltran A. "J. metallar, 1968, v. 20, № 11.
20.
Burger J., Hanink D. "Metal Progress" 1967, v. 92, № 1.
21.
Vagner H., Prock J "Metal Progress", 1967, v. 91, № 3.
22.
Mihalisin I., Bicber C., Grant R. "Trans, A1ME metallurgiya jamiyati", 1968 yil, v. 242.
23.
Ximushin F. F. Issiqlikka chidamli po'lat va qotishmalar. M. «Metallurgiya», 1969 y.
24.
Ozel M., Nutting I. "J. Temir va po'lat instituti, 1969, v. 207.
Ostenitik po'latlar bir qator maxsus afzalliklarga ega va ular juda agressiv bo'lgan ish muhitida ishlatilishi mumkin. Energetika, neft va kimyo sanoatida bunday qotishmalarsiz qilish mumkin emas.
Ostenitik po'latlar yuqori darajadagi qotishmalarga ega bo'lgan po'latdir; kristallanish natijasida bir fazali tizim hosil bo'ladi, bilan xarakterlanadi yuzga markazlashtirilgan kristall panjara. Ushbu turdagi panjara juda past haroratga (taxminan 200 daraja Selsiy) ta'sir qilganda ham o'zgarmaydi. Ba'zi hollarda yana bir faza mavjud (qotishmadagi hajm 10 foizdan oshmaydi). Keyin panjara tanaga qaratilgan bo'ladi.
Tavsif va xususiyatlar
Po'latlar asosining tarkibi va nikel va xrom kabi qotishma elementlarning tarkibi bo'yicha ikki guruhga bo'linadi:
- Temirga asoslangan kompozitsiyalar: nikel 7%, xrom 15%; qo'shimchalarning umumiy soni - 55% gacha;
- Nikel va temir-nikel kompozitsiyalari. Birinchi guruhda nikel miqdori 55% va undan ko'p, ikkinchisida - 1: 5 nisbatda temir va nikelning 65 va undan ko'p foizidan boshlanadi.
Nikel tufayli po'latning egiluvchanligi, issiqlikka chidamliligi va ishlab chiqarish qobiliyatini oshirish mumkin, va xrom yordamida - berish zarur korroziya va issiqlikka chidamlilik. Va boshqa qotishma komponentlarning qo'shilishi noyob xususiyatlarga ega qotishmalarni olish imkonini beradi. Komponentlar qotishmalarning xizmat ko'rsatish maqsadiga muvofiq tanlanadi.
Qotishma uchun u asosan ishlatiladi:
- Ostenitlarning tuzilishini barqarorlashtiruvchi ferritizatorlar: vanadiy, volfram, titan, kremniy, niobiy, molibden.
- Azot, uglerod va marganets bilan ifodalangan austenizatorlar.
Ro'yxatdagi barcha komponentlar nafaqat ortiqcha fazalarda, balki po'latning qattiq eritmasida ham joylashgan.
Korroziyaga va harorat o'zgarishiga chidamli qotishmalar
Qo'shimchalarning keng assortimenti sizga maxsus po'latlarni yaratishga imkon beradi qo'llaniladi konstruktiv komponentlarni ishlab chiqarish uchun va kriogen, yuqori harorat va korroziy muhitda ishlaydi. Shuning uchun kompozitsiyalar uch turga bo'linadi:
- Issiqlikka chidamli va issiqlikka chidamli.
- Korroziyaga chidamli.
- Past haroratlarga chidamli.
Issiqlikka chidamli qotishmalar agressiv muhitda kimyoviy moddalar tomonidan yo'q qilinmaydi va +1150 darajagacha bo'lgan haroratda ishlatilishi mumkin. Ular quyidagilardan tayyorlanadi:
- Gaz quvurlari elementlari;
- Olovli armatura;
- Isitish komponentlari.
Issiqlikka chidamli navlar yuqori mexanik xususiyatlarni yo'qotmasdan uzoq vaqt davomida yuqori haroratlarda stressga qarshi turishi mumkin. Qotishtirishda molibden va volfram ishlatiladi (har bir qo'shimcha uchun 7% gacha bo'lishi mumkin). Bor donni oz miqdorda maydalash uchun ishlatiladi.
Ostenitik zanglamaydigan po'latlar (korroziyaga chidamli) uglerodning past miqdori (0,12% dan ko'p bo'lmagan), nikel (8−30%), xrom (18% gacha) bilan tavsiflanadi. Issiqlik bilan ishlov berish (temperlash, qattiqlash, tavlanish) amalga oshiriladi. Bu zanglamaydigan po'latdan yasalgan buyumlar uchun juda muhim, chunki u turli xil agressiv muhitlarda - kislotali, gazli, ishqoriy, suyuq metallni 20 daraja va undan yuqori haroratlarda yaxshi ushlab turishga imkon beradi.
Sovuqqa chidamli ostenitik kompozitsiyalar 8-25% nikel va 17-25% xromni o'z ichiga oladi. Ular kriyojenik birliklarda qo'llaniladi, ammo ishlab chiqarish xarajatlari sezilarli darajada oshadi, shuning uchun ular juda cheklangan miqdorda qo'llaniladi.
Issiqlik bilan ishlov berish xususiyatlari
Issiqlikka chidamli va issiqlikka chidamli navlar foydali xususiyatlarni oshirish va mavjud don tuzilishini o'zgartirish uchun har xil turdagi issiqlik bilan ishlov berishdan o'tkazilishi mumkin. Biz tarqalgan fazalarning soni va taqsimot printsipi, bloklar va donalarning o'lchamlari va boshqalar haqida gapiramiz.
Bunday po'latni tavlash qotishmaning qattiqligini kamaytirishga yordam beradi (ba'zan bu ish paytida muhim ahamiyatga ega), shuningdek, haddan tashqari mo'rtlikni yo'q qiladi. Qayta ishlash jarayonida metall 30-150 daqiqa davomida 1200 darajaga qadar isitiladi, keyin u zarur Iloji boricha tezroq sovutib oling. Ko'p miqdorda qotishma elementlari bo'lgan qotishmalar odatda yog'larda yoki ochiq havoda sovutiladi, oddiyroq qotishmalar esa oddiy suvda sovutiladi.
Ikki marta qattiqlashuv ko'pincha amalga oshiriladi. Birinchidan, kompozitsiyalarning birinchi normalizatsiyasi 1200 daraja haroratda amalga oshiriladi, so'ngra 1100 daraja ikkinchi normalizatsiya qilinadi, bu esa plastik va issiqlikka chidamli xususiyatlarni sezilarli darajada oshirish imkonini beradi.
Issiqlikka chidamliligi va mexanik kuchini oshirishga ikki marta issiqlik bilan ishlov berish (qattiqlashish va qarish) orqali erishish mumkin. Ishlatilgunga qadar barcha issiqlikka chidamli qotishmalarning sun'iy qarishi amalga oshiriladi (ya'ni ular dispersiyada qotib qolgan).