Chuma cha Hypoeutectoid: muundo, mali, uzalishaji na matumizi

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Matumizi ya vyuma vya kaboni yameenea katika ujenzi na viwanda. Kikundi cha kinachojulikana chuma cha kiufundi kina faida nyingi zinazosababisha kuongezeka kwa utendaji wa bidhaa na miundo ya mwisho. Pamoja na sifa bora za nguvu na upinzani dhidi ya mafadhaiko, aloi hizi pia zinatofautishwa na sifa zinazobadilika za nguvu. Hasa, chuma cha hypoeutectoid, ambacho pia kina asilimia kubwa ya mchanganyiko wa kaboni, inathaminiwa kwa ductility yake ya juu. Lakini hii sio faida zote za aina hii ya chuma chenye nguvu nyingi.

Maelezo ya jumla kuhusu aloi

Sifa bainifu ya chuma ni uwepo wa uchafu maalum wa aloi na kaboni katika muundo. Kweli, aloi ya hypoeutectoid imedhamiriwa na maudhui ya kaboni. Hapa ni muhimu kutofautisha kati ya chuma cha classical eutectoid na ledeburite, ambacho kinafanana sana na aina iliyoelezwa ya chuma cha kiufundi. Ikiwa tunazingatia darasa la miundo ya chuma, basi aloi ya hypoeutectoid itarejelea eutectoids, lakini iliyo na feri za alloyed na pearlites. Tofauti ya kimsingi kutoka kwa hypereutectoids ni kiwango cha kaboni chini ya 0.8%. Kuzidi hiikiashiria huturuhusu kuainisha chuma kama eutectoids kamili. Kwa namna fulani, kinyume cha hypoeutectoid ni chuma cha hypereutectoid, ambacho, pamoja na pearlite, pia kina uchafu wa sekondari wa carbides. Kwa hiyo, kuna mambo mawili kuu ambayo hufanya iwezekanavyo kutofautisha aloi za hypoeutectoid kutoka kwa kundi la jumla la eutectoids. Kwanza, hii ni maudhui ya kaboni kidogo, na pili, hii ni seti maalum ya uchafu, ambayo msingi wake ni ferrite.

Teknolojia ya utayarishaji

Mchakato wa jumla wa kiteknolojia wa utengenezaji wa chuma cha hypoeutectoid ni sawa na utengenezaji wa aloi zingine. Hiyo ni, takriban mbinu sawa hutumiwa, lakini katika usanidi tofauti. Chuma cha Hypoeutectoid kinahitaji tahadhari maalum katika suala la kupata muundo wake maalum. Kwa hili, teknolojia hutumiwa ili kuhakikisha mtengano wa austenite dhidi ya historia ya baridi. Kwa upande wake, austenite ni mchanganyiko wa pamoja, ikiwa ni pamoja na ferrite sawa na pearlite. Kwa kudhibiti nguvu ya kuongeza joto na kupoeza, wanateknolojia wanaweza kudhibiti mtawanyiko wa nyongeza hii, ambayo hatimaye huathiri uundaji wa sifa fulani za utendaji wa nyenzo.

Hata hivyo, kaboni inayotolewa na perlite inasalia kuwa sawa. Ingawa uchujaji unaofuata unaweza kusahihisha uundaji wa muundo mdogo, maudhui ya kaboni yatakuwa katika masafa ya 0.8%. Hatua ya lazima katika mchakato wa malezi ya muundo wa chuma ni kuhalalisha. Utaratibu huu unahitajika kwa uboreshaji wa sehemu ya nafaka sawaaustenite. Kwa maneno mengine, chembe za ferrite na pearlite hupunguzwa kwa ukubwa bora, ambayo inaboresha zaidi utendaji wa kiufundi na kimwili wa chuma. Huu ni mchakato mgumu ambao inategemea sana ubora wa udhibiti wa joto. Ikiwa hali ya joto imepitwa, basi athari tofauti inaweza kutolewa - ongezeko la nafaka za austenite.

Uchimbaji wa chuma

Matumizi ya mbinu kadhaa za kuchuja hutekelezwa. Kuna tofauti ya kimsingi kati ya mbinu kamili na sehemu ya kuchuja. Katika kesi ya kwanza, austenite ina joto kali kwa joto muhimu, baada ya hapo kuhalalisha hufanywa kwa njia ya baridi. Hapa ndipo mtengano wa austenite hutokea. Kama sheria, annealing kamili ya chuma hufanywa kwa njia ya 700-800 ° C. Matibabu ya joto katika ngazi hii huamsha tu taratibu za kuoza kwa vipengele vya ferrite. Kiwango cha baridi kinaweza pia kubadilishwa, kwa mfano, wafanyakazi wa tanuri wanaweza kuendesha mlango wa chumba kwa kuifunga au kuifungua. Miundo ya hivi punde ya oveni za isothermal katika hali ya kiotomatiki zinaweza kufanya upoaji polepole kwa mujibu wa programu fulani.

Kuhusu uwekaji hewa usiokamilika, huzalishwa kwa kupashwa joto na halijoto inayozidi 800 °C. Hata hivyo, kuna mapungufu makubwa wakati wa kushikilia athari muhimu ya joto. Kwa sababu hii, annealing isiyo kamili hutokea, kama matokeo ambayo ferrite haina kutoweka. Kwa hiyo, mapungufu mengi katika muundo wa nyenzo za baadaye haziondolewa. Kwa nini annealing kama hiyo ya vyuma ni muhimu ikiwa haiboresha kimwiliubora? Kwa kweli, ni matibabu ya joto yasiyo kamili ambayo inakuwezesha kudumisha muundo wa laini. Nyenzo ya mwisho inaweza kuhitajika katika kila programu mahususi kwa vyuma vya kaboni kwa kila sekunde, lakini itaruhusu uchakataji kwa urahisi. Aloi laini ya pro-eutectoid ni rahisi kukata na kutengeneza bei nafuu.

Kurekebisha aloi

Baada ya kufyatua risasi huja zamu ya taratibu za kuongeza matibabu ya joto. Kuna shughuli za kuhalalisha na kupokanzwa. Katika visa vyote viwili, tunazungumza juu ya athari ya joto kwenye workpiece, ambayo joto linaweza kuzidi 1000 ° C. Lakini yenyewe, kuhalalisha kwa vyuma vya hypoeutectoid hutokea baada ya kukamilika kwa matibabu ya joto. Katika hatua hii, baridi huanza chini ya hali ya hewa tulivu, wakati ambayo mfiduo hufanyika hadi uundaji kamili wa austenite laini-grained. Hiyo ni, inapokanzwa ni aina ya operesheni ya maandalizi kabla ya kuleta alloy katika hali ya kawaida. Ikiwa tunazungumza juu ya mabadiliko maalum ya kimuundo, basi mara nyingi huonyeshwa kwa kupungua kwa saizi ya ferrite na pearlite, na vile vile kuongezeka kwa ugumu wao. Sifa za nguvu za chembe huongezeka kwa kulinganisha na zile zinazopatikana kwa taratibu za kuchuja.

Baada ya kuhalalisha, utaratibu mwingine wa kuongeza joto kwa muda mrefu katika mwangaza unaweza kufuata. Workpiece kisha kilichopozwa, na hatua hii inaweza kufanywa kwa njia tofauti. Chuma cha mwisho cha hypoeutectoid kinapatikana ama hewani au ndanioveni za kupoa polepole. Kama mazoezi inavyoonyesha, aloi ya ubora wa juu zaidi huundwa kwa kutumia teknolojia kamili ya urekebishaji.

Athari ya halijoto kwenye muundo wa aloi

Kuingilia kwa halijoto katika mchakato wa kuunda muundo wa chuma huanza kutoka wakati wa mabadiliko ya molekuli ya ferritic-cementite kuwa austenite. Kwa maneno mengine, perlite hupita katika hali ya mchanganyiko wa kazi, ambayo sehemu inakuwa msingi wa kuundwa kwa chuma cha juu-nguvu. Katika hatua inayofuata ya matibabu ya joto, chuma ngumu huondoa ferrite ya ziada. Kama ilivyoonyeshwa tayari, sio kila wakati huondolewa kabisa, kama ilivyo katika hali ya kutokamilika kwa anneal. Lakini aloi ya classic ya hypoeutectoid bado inahusisha uondoaji wa sehemu hii ya austenite. Katika hatua inayofuata, muundo uliopo tayari umeboreshwa kwa matarajio ya kuunda muundo ulioboreshwa. Hiyo ni, kuna kupungua kwa chembe za aloi kwa kupata sifa za nguvu zilizoongezeka.

Mageuzi ya isothermal yenye mchanganyiko wa austenite uliopozwa kupita kiasi yanaweza kufanywa kwa njia tofauti na kiwango cha halijoto ni mojawapo ya vigezo vinavyodhibitiwa na mwanateknolojia. Vipindi vya kilele vya mfiduo wa joto, kiwango cha kupoeza, nk pia hutofautiana. Kulingana na hali iliyochaguliwa ya urekebishaji, chuma kigumu hupatikana kwa sifa fulani za kiufundi na za kimwili. Ni katika hatua hii kwamba inawezekana pia kuweka mali maalum ya uendeshaji. Mfano wa kushangaza ni alloy yenye muundo wa laini, uliopatikana kwa lengo la usindikaji wa ufanisi zaidi. Lakini mara nyingi zaidiwazalishaji bado wanazingatia mahitaji ya mtumiaji wa mwisho na mahitaji yake kwa sifa kuu za kiufundi na uendeshaji wa chuma.

Muundo wa chuma

Hali ya kuhalalisha katika halijoto ya 700 °C husababisha uundaji wa muundo ambamo chembe za feri na lulu zitaunda msingi. Kwa njia, vyuma vya hypereutectoid vina saruji katika muundo wao badala ya ferrite. Kwa joto la kawaida, katika hali ya kawaida, maudhui ya ferrite ya ziada pia yanajulikana, ingawa sehemu hii hupunguzwa kadiri kaboni inavyoongezeka. Ni muhimu kusisitiza kwamba muundo wa chuma hutegemea kwa kiasi kidogo juu ya maudhui ya kaboni. Ni kivitendo haiathiri tabia ya vipengele vikuu wakati wa joto sawa, na karibu yote yanajilimbikizia perlite. Kwa kweli, perlite inaweza kutumika kubainisha kiwango cha mchanganyiko wa kaboni - kama sheria, hii ni thamani ndogo.

Nuance nyingine ya muundo pia inavutia. Ukweli ni kwamba chembe za pearlite na ferrite zina mvuto maalum sawa. Hii ina maana kwamba kwa kiasi cha moja ya vipengele hivi katika wingi wa jumla, unaweza kujua ni eneo gani linachukua. Hivyo, nyuso za microsection zinasoma. Kulingana na hali ambayo chuma cha hypoeutectoid kilichomwa moto, vigezo vya sehemu ya chembe za austenite pia huundwa. Lakini hii hutokea karibu katika umbizo la mtu binafsi na uundaji wa maadili ya kipekee - jambo lingine ni kwamba mipaka ya viashiria mbalimbali inabaki kuwa ya kawaida.

Sifa za chuma cha hypoeutectoid

Chuma hiki ni malikwa vyuma vya kaboni ya chini, kwa hivyo usipaswi kutarajia utendaji maalum kutoka kwake. Inatosha kusema kwamba kwa suala la sifa za nguvu, alloy hii ni duni sana kwa eutectoids. Hii ni kutokana na tofauti katika muundo. Ukweli ni kwamba darasa la hypoeutectoid la chuma na maudhui ya ferrites ya ziada ni duni kwa nguvu kwa analogues ambazo zina saruji katika seti ya miundo. Kwa sehemu kwa sababu hii, wanateknolojia wanapendekeza kutumia aloi kwa tasnia ya ujenzi, katika utengenezaji ambao operesheni ya kurusha na uhamishaji wa feri ilitekelezwa kwa kiwango cha juu.

Ikiwa tunazungumza juu ya sifa nzuri za kipekee za nyenzo hii, basi ni plastiki, upinzani kwa michakato ya asili ya uharibifu wa kibaolojia, nk. Wakati huo huo, ugumu wa chuma cha hypoeutectoid inaweza kuongeza idadi ya sifa za ziada kwa chuma. Kwa mfano, inaweza kuwa kuongezeka kwa upinzani wa mafuta na kukosekana kwa mwelekeo wa michakato ya kutu, na vile vile anuwai ya mali za kinga zinazopatikana katika aloi za kawaida za kaboni ya chini.

Maeneo ya maombi

Licha ya kupungua kidogo kwa sifa za nguvu kutokana na ukweli kwamba chuma ni cha darasa la chuma cha ferritic, nyenzo hii ni ya kawaida katika maeneo tofauti. Kwa mfano, katika uhandisi wa mitambo, sehemu zilizofanywa kwa vyuma vya hypoeutectoid hutumiwa. Jambo lingine ni kwamba darasa la juu la aloi hutumiwa, katika utengenezaji wa ambayo teknolojia za hali ya juu za kurusha na kuhalalisha zilitumika. Pia, muundo wa chuma cha hypoeutectoid na maudhui ya ferrite iliyopunguzwa ni kabisainaruhusu matumizi ya chuma katika uzalishaji wa miundo ya jengo. Kwa kuongeza, gharama ya bei nafuu ya aina fulani za chuma za aina hii hukuruhusu kuhesabu akiba kubwa. Wakati mwingine, katika utengenezaji wa vifaa vya ujenzi na moduli za chuma, nguvu za kuongezeka hazihitajiki kabisa, lakini upinzani wa kuvaa na elasticity ni muhimu. Katika hali kama hizi, matumizi ya aloi za hypoeutectoid ni sawa.

Uzalishaji

Biashara nyingi zinajishughulisha na utengenezaji, utayarishaji na utengenezaji wa madini ya hypoeutectoid nchini Urusi. Kwa mfano, Ural Non-Ferrous Metals Plant (UZTSM) hutoa darasa kadhaa za chuma za aina hii mara moja, kutoa matumizi ya seti tofauti za mali za kiufundi na kimwili. Kiwanda cha Ural Steel kinazalisha chuma cha ferritic, ambacho kinajumuisha vipengele vya ubora wa alloyed. Zaidi ya hayo, marekebisho maalum ya aloi yanapatikana katika urval, ikijumuisha inayostahimili joto, chromium ya juu na metali zisizo na pua.

Metalloinvest pia inaweza kuchaguliwa miongoni mwa wazalishaji wakubwa. Katika vifaa vya kampuni hii, vyuma vya miundo na muundo wa hypoeutectoid hutolewa, iliyoundwa kwa ajili ya matumizi katika ujenzi. Kwa sasa, mmea wa chuma wa biashara unafanya kazi kulingana na viwango vipya, ambayo inaruhusu kuboresha hatua dhaifu ya aloi za ferrite - kiashiria cha nguvu. Hasa, wanateknolojia wa kampuni wanafanya kazi ili kuongeza sababu ya mkazo, kuongeza nguvu ya athari na upinzani wa uchovu wa nyenzo. Hii huturuhusu kutoa takriban aloi za ulimwengu wote.

Hitimisho

Kuna sifa kadhaa za kiufundi na kiutendaji za metali za viwandani na majengo ambazo huchukuliwa kuwa msingi na zinazoboreshwa mara kwa mara. Walakini, miundo na michakato ya kiteknolojia inavyozidi kuwa ngumu, mahitaji mapya ya msingi wa nyenzo pia huibuka. Katika suala hili, chuma cha hypoeutectoid kinajidhihirisha wazi, ambacho sifa tofauti za utendaji hujilimbikizia. Matumizi ya chuma hiki ni haki si katika kesi ambapo sehemu yenye utendaji kadhaa wa juu-juu inahitajika, lakini katika hali ambapo seti maalum za atypical za mali tofauti zinahitajika. Katika hali hii, chuma ni mfano wa mchanganyiko wa kunyumbulika na kunyumbulika kwa upinzani wa juu zaidi wa athari na sifa za kimsingi za ulinzi zinazopatikana katika aloi nyingi za kaboni.