51. Жалпы тағайындалуымен серіппе болаттарды қосындылау және термиялық өңдеу.

Серіппелі – рессорлы болаттар. Серіппелер мен рессорлар машиналар мен механизмдердің маңызды тетікбөлшектері болып табылады. Тұрақты соммалық деформация кезіндегі кернеуді өзіндік төмендету кернеулер релаксациясы деп аталады. Кернеулер релаксациясы серіппелер жұмысының серпімділігі мен сенімділігін төмендетеді. Серіппелер және рессорлар коміртекті (0,65 – 0,85 % С) және легірленген (0,5 – 0,7 % С) конструкциялық болаттардан дайындалады. Серіппелік көміртекті болаттардың кемшіліктеріне прокаливаемость және босату кезінде жылдам беріксізденуі жатады. Серіппелі – рессорлы болаттарды серпімділік шегін жоғарлататын легірлеуші элементтермен Si, Mn, Cr, V, W легірлейді. Аталған элементтермен легірленген болаттар 200—250 °С температураларға дейін қыздырған кезде жұмыс істей алады. Сондықтан оларды аса жауапты және ауыр жүктелген серіппелерді жасау үшін қолданады. Сонымен қатар, серіппелер үшін құрамында бор элементі бар (мысалы, 55ХГР, 50ХФРА және т.с.с.). қорытпалар қолданылады. Арнайы қолданылатын легірленген болаттар рессорлар, серіппелер, шарикті мойынтіректер, құбырлар жасауда қолданылады. Бұл болаттардың термиялық өңдеуден кейін аққыштық, серпімділік және төзімділік шегі жоғары, ал тұтқырлығыжеткілікті болуы керек.

51. Жоғары берік машина жасау материалдары және оларды өңдеудің арнайы әдістері” пәнінің мәні мен мақсаты. Негізгі анықтамалар мен ұғымдар. Болат қоспалары және олардың сыныпталуы. Болаттың металлургиялық сапасы.

«Жоғары берік машина жасау материалдары және оларды өңдеудің арнайы әдістері» (ЖБМ) пәні зерттеу мақсатымен оқытылатын арнайы курстардың бірі. Ол келесі аталған негізгі тақырыптарды қарастырады: легірлеу теориялары, ЖБМ түрлі топтардың құрылуының ғылыми негізі, легірленген болаттар мен қорытпалардың қасиеті және құрамы, ЖБМ технологиялық өңдеу режимдері және т.б.

Ракета, тік ұшақ, ғарыш аспаптары, криогенді техника тетіктерін, жер асты агрегаттары мен атомдық реакторлар түзілімдерін және басқа да ерекше жауапкершілікті бұйымдарын жасау үшін жоғары берік материалдары кең қолданылатындықтан, осы пәннің оқытылу маңыздылығы өте жоғары.

Болаттағы қоспалар. Н.Т. Будцов ұсынған жіктеуге сәйкес барлық болат құрамындағы қоспаларды 4 топқа бөлуге болады.

1. Тұрақты немесе қарапайым қоспалар. Бұл топқа марганец және кремний, сонымен қатар кремний мен марганец сияқты қышқылдар ретінде қолданылатын титан мен алюминий жатады, бұл элементтер кез келген жақсы қышқылданған болаттарда болады, өйткені олардың металға енгізілуі болатты өңдеу кезінде қажет; тұрақты қоспадағы (қарапайым) күкірт және фосфор жатады, өйткені болатты жалпы өңдеу кезінде олардан босату мүмкін емес. Әдетте бұл элементтер құрамы келесі жоғары шектермен шектеледі, % : 0.8 Mn; 0.5 Si; 0.05 P; 0.05S.

2. Жасырын қоспалар. Бұл кез келген болатта аз мөлшерде болатын азот, сутегі және оттегі. Олардың химиялық анықтау әдісі күрделі, сондықтан бұл элементтің әдеттегі техникалық шарттарда болуы көрсетілмейді.

Болатты күшті морттандыратын болаттағы еріген сутегі өте зиянды болып табылады. Болатты балқыту кезіндегі сіңірілегн сутегі болатты тек морт сынғыш етпейді, сонымен бірге жәмішсымды дайындамалар мен ірі шыңдауларда флокендердің пайда болуына әкеліп соғады. Фолкендер болаттың қасиетін күрт нашарлатады.

3. Кездейсоқ қоспалар. Бұл топқа болатқа шихталы материалдардан немесе кейбір кездейсоқ себептер нәтижесінен түсетін қоспалар жатады. Олар кендері сымның біршама мөлшерінен тұрады және ол осы кенлардан балқытылған балатқа түседі. Керч кендерден қорытылған болат құрамында мышьяк болады, өйткені бұл кенлар мышьяктан тұрады. Қалайылған, мырышты және басқа скраптардың қайта балқытылуы металға мырыш, қорғасын, қалайы, сурьма және т.б. түсуіне әкеліп соғады.

4. Легірлеуші элементтер. Белгілі бір мөлшерде болатқа оның құрылуы мен қажет өзгерту мақсатымен арнайы енгізілетін болаттар легірлеуші болаттар деп аталады (грекше "лега"-күрделі). Осыған байланысты талап етілген қасиеттерді алу үшін болаттағы арнайы легірлеу элементін енгізеді және оларды легірлеуші болаттар деп аталады.

Болаттың металлургиялық сапасы. Металлургияда болаттарды өңдеудің түрлі әдістерін қолданады. Дайындаудың қабылданған әдісіне байланысты болаттарды қасиеттері бойынша ажыратады. өңдеу әдісіне байланысты құрамындағы қоспалары бойынша болаттарды ажыратады, және ол әртүрлі қасиеттерімен қамтылған. Бізге белгілі болғандай, болаттарды түрлі пештерде өңдейді (балқытады).

Мартендік болаттар көптеген жағдайларда негізгі процеспен өңделеді, тек егер металл емес қосылыстар (оксидтер) бойынша жиілгі үлкен және оттегімен қанығуы төмен болған жағдайдағы кейбір дайындаулар үшін біршама қымбат қышқылды мартендік болат дайындайды. Күкріт пен фосфор қышқылды процесс кезінде жойылмайтын болғандықтан осы элементтер бойынша таза шихта қажеттілігі талап етіледі.

51. Материалдың морттылығы. Материалдың беріктік және пластикалық сипаттамалар өзгерісінің сандық ара қатынасы. Артық пластикалықтың құбылысы. Морт және тұтқыр бұзылу процестері. «Суықтай сынғыштық табалдырығы» түсініктеме.

Морттықтың екі түрі болады олар: 250-400^оС температурада қыздырудан кейінгі соққы тұтқырлығының төмендеуіне әкелетін төментемпературалы (қайтымсыз), және 600^оС температурадан қыздырудан және баяу салқындатудан кейін пайда болатын қайтымды мортты. (сурет. 9.14).

Төментемпературалы морттық (бірінші түрі) қыздырудан кейінгі салқындаудың жылдамдығына қарамайды. Қайта қыздыру соққы тұтқырлығының жоғарлауына әкелмейді. Төментемпературалы морттыққа көптеген болаттар жатады соның ішінде көміртекті болаттар. Сынық үлгісі жылтыр, кристалды. Төментемпературалы морттық пайда болмайды егер оған 500^оС температурадағы морттық әсер етпесе. Ыдаудың екінші кезеңін бәсеңдететін кремний қоспасы қайтымсыз морттықтықтың пайда болу интервалын өте жоғары температураларға арттырады. Қайтымсыз морттықтың пайда болу себебі екінші морттық кезеңінде пайда болған көміртек құрамы арқылы тез бөлінетін мартенсит учаскелері болып саналады. Қирату түйіршік аралық болғандықтан түйіршік шектерін фосфор, мышьяк, сурьма т.б атамдарымен байыту мүмкін. Сондықтан да болатты балқыту кезіндегі қоспалардың жойылуы қайтымсыз морттық зонасындағы соққы тұтқырлығының құлауын бәсендетеді немесе жояды.

Қайтымды жұмсарту морттығы (екінші түрі) қосындылынған болаттарда 600-650^оС температумен суытқан кезде пайда болады. Сынық үлгісі-кристалды. Мұндай болатты 600-650^оС температумен қайта қыздырып тез суытқан жағдай ол жоғары соққы тұтқырлығына ие болады. Қайтымды морттылыққа болаттың химиялық құрамы әсер етеді. Көбіне фосфор, сурьма, мышьяк әсер етеді. Сондықтан балқыту кезінде оларды жою керек. Жұмсару морттылыққа хромоникелевті, хроммен аргнцевисті, хромокремді т.б сталдар бейім. Жұмсару морттылыққа бейімділікті молибден және вольфрам әсер етіп кемітеді. Жұмсару морттылығының алдын алу үшін 0,2% молибден молшері жеткілікті. Қайтымды морттылықтың пайда болуына шекара аумақтарын фосформен немесе фосфор элементтері (сурьма, мышьяк т.б.). себеп болды.