69. Перлит, сорбит және троостит құрылымымен болаттардың механикалық қасиеттері.

Перлит сыныбының қосынды болаттары үшiн (көмiртектiлер үшiн) ауада суыту жылдамдығының қисығы перлиттiк ыдырау аймағын қиып өтедi және перлит, сорбит, тростит құрылымдары алынады.

Перлит сыныбының болаттары. 500-560 ⁰С жоғары емес температураларда ұзақ уақыт (10000-200000 сағат) жұмыс істейтін, бірақ салыстырмалы аз күш түсетін энергетика қондырғыларының тетікбөлшектері мен басбөліктерін жасау үшін көміртекті және аз қосынды жылуға төзімді перлит сыныбының болаттары пайдаланылады (14.3-кесте).

Егер қысымы 0,8МПа, жұмыстық температурасы 400 0С аспаса қалыптастырылыған көміртекті болаттар 12К, 15К, 18К, 22К (5520-79МЕСТ) қолданылады, олар табақ және құбыр түрінде түседі. Ентаңбадағы “К” әрпі “котельная”, ал санбелгі-пайыздың ондаған үлесінде көміртек мөлшерін білдіреді. Жарақтылық қасиеттері: _в=360490МПа, σ_0,2=220260МПа, 2419%. Болаттағы көміртек неғұрлым көп болса, солғұрлым беріктігі жоғары және созымдылығы төмен болады.

Жұмыстық температурасы 600 ⁰С-тан ең жауапты, бу жүретін және бу қайта қыздырылатын құбырлар үшін хромнан, ванадийден, молибденнен, ниобийден (20072-74 МЕСТ) тұратын аз қосынды болаттар қолданылады.

Қосынды элементтер ферриттің қатты ерітіндісінде болып кірігу ісамалдарын қиындатады, қайта қатденелену температурасына көтереді, бытыраңқы қатаюға әкеледі.  айналу процесінда ішкіқұрылымын қалыптастырады және карбид күйтүрін тұрақтандырады. Осы ісамалдардың барлығы болаттың қызуға беріктігін арттырады.

Көміртек мөлшері 0,08-0,2% болуы тиіс. Көміртектің көп мөлшерінде пісірілгіштігі нашарлайды, карбидтердің ұйысу ісамалдары тездетіледі және қатты ерітінді молибденмен кедейленеді, бұл беріктік қасиеттерін төмендетеді. Ванадий (ниобий) бытыраңқы карбидтерді түзіп ұясын нығайтады. Ұзақ беріктігінің (14.3-кестені қараңыз) ең жоғары мәндері шынықтырудан және жоғары жұмсартудан кейін жетіледі. Жұмсартудың температурасы жұмыстықтан жоғары болуы тиіс, көбінесе 660-700 ⁰С. Болаттарды пайдалану процесінда карбидтердің ұйысу ісамалдары, М23С6, М2С түріндегі карбидтердің түзілуі жүреді және қатты ерітінді молибденмен кедейленеді. Мұның бәрі механикалық қасиеттерін төмендетеді. 560 0С температурада және 25,5МПа қысымда жұмыс істейтін қазан қондырғылары үшін көбінесе 12Х1МФ болаты қолданылады, ол жақсы технологиялық қасиеттер мен жақсы жылуға төзімділікке ие ( МПа, МПа).

70. Қорытпалардағы қатты күйтүрлер. Алмасу мен ену қатты ерітінділерінің түзілу заңдылығы. Қатты ерітінділерінің негізгі сиппаттамалары.

Қорытпалардағы негізгі қатты фазалар. Химялық өзара әрекеттесу сипатына байланысты

қорытпалар компонентерінің арасында қатты күйінде келесі фазалар түзілуі мүмкін:

1) гомогенді немесе үздіксіз қатты ерітінділер – компоненттердің шексіз өзара еруі кезінде мұндай ерітінділердің кристалдық торлары түрі бойынша бастапқы компоненттердің торларымен сәйкес келеді, бірақ қатты ерітінділердің торларының периодтары сол немесе басқа металл концентрациясына байланысты өзгеретінін ескерген жөн, ол 1-суретте р19Т көрсетілген (Қатты ерітінділердің үзіліссіз қатары келесі жүйелерді түзеді: Ni-Cu, Аg-Аu, Аu-Рt, Мо-V, Мо-W және басқалар, өйткені компоненттер Менделеевтің кестесіне жақын орналасқан);

2) гетерогенді немесе бастапқы компоненттердің кристалдарының механикалық қоспасы - компоненттердің бір-бірінде жиі ерігіштігі (мысалы, Ф және А) немесе компоненттер арасындағы өте жоғары қатты химиялық өзара әрекеттесу (мысалы, алюминий атом өлшемі бойынша мыс пен алтынмен ұқсас, сонымен ұатар олар сияқты ГЦК торы бар, бірақ Аu-Аl және Cu- Аl жүйелерінде қатты ерітінді емес, ал интерметалдық қосылыс түзеді).

а) алмасу; б) ену; в) азайту

7.1-сурет. Қатты ерітінділердің сүлбесі.

Қатты ерітінділердің сипаттамалары. Қатты ерітінділердің 3 түрі болуы мүмкін:

1. орын ауыстыру – ерітілген заттардың атомдары еріткіштің кристалдық торлардың түйіндерін статикалық түрде алады, демек, еріткіштің атомдарының орнын ауыстырады (27.1,а-сурет);

2. енгізу - ерітілген заттардың атомдары еріткіштің кристалдық торлардың түйінаралық орталарына енгізіледі (7.1,б-сурет – р20Т);

3. алып тастау – бұл ақаулық кристалдық торымен қатты ерітінді, демек, кейбір түйіндердің бос қалуы (7.1,в-сурет).

көрсетілгендей қатты ерітінді түзілген кезде кристалдық тордың периоды өзгереді. Жай кезде қатты ерітінділердің тор периоды

- егер еріткіш атомдарына қарағанда атомдар ірі ерісе, еріткіштің тор периодымен салыстырғанда өседі

- ірі атомдар аз болса еру кезінде азаяды.

Қатты ерітінділердің түрін анықтау үшін негізінде қолданылады:

-кристалдық тордың периодын өлшеудің рентгенографиялық әдісі;

-тығыздылықты өлшеу әдісі (енгізу қатты ерітіндісінің тығыздылығы орын ауыстыру қатты ерітіндісінің тығыздылығынан көп);

-және т.б.

71 Мартенситке шынықтырылатын болаттарды термомеханикалық өңдеу. Төмен температуралы және жоғары температуралы термомеханикалық өңдеулер. Перлитті түрлену кезіндегі деформациясымен термомеханикалық өңдеу.

Болаттарды беріктендіру үшін термомеханикалық әдістерді қолданады. «Шынықтыру» кезінде алынған мартенсит жоғары емес беріктілік пен өте жоғары икемділікке ие болады. Осындай «шыныққан» жағдайдағы болатты формациялауға болады, кесу мен өңдеуге және басқа да технологиялық операцияларға жіберуге болады. Соңғы беріктілік құрамдары 480-500ºС кезіндегі тізбекті босаңдату кезінде қалыптасады.

Жоғары температуралы термомеханикалық өңдеулерде деформация дәрежесі 20-30% жетеді.Жоғары температуралы тмө көміртекті, легірленген, конструкциялық, серпімді,аспаптық болаттарда жүргізеді. Деформациядан кейін міндетті түрде кристаллизация процесін жүргізген жөн. Төмен температуралы түрінде температура қызған уақытында деформацияланады, салқындаған аустенит шамасы (400-600С), ал деформация температурасы М_н нүктесінен жоғары болу керек, төмен болса кристаллизацияға ұшырайды. деформация дәрежесі әдетте 75-95 % құрайды. Шынықтыруды деформациядан кейін орындайды. Шынықтырғаннан кейін екі жағдай да төмеен температуралық күйге келеді.(100-300С). Бұл жағдай жасалған жұмыстың беріктігін көтереді Ϭ_в- 220-300 кгс\мм2, а_н- 5-6 кгс-м/см2, ψ- 6-8% болады. Төмен температуралы өңдеуді орташа көміртекті легірленген мартенситте шынықтырлған болаттар үшін орындайды.

Болаттың термомеханикалық өңдеу режимі

Болаттардың термомеханикалық өңдеуден кейін беріктігінінің өсуін аустенит деформациясы нәтижесінде оның түйірлерінің блоктарға бөлінуімен түсіндіреді.Кәдімгі шынықтырумен салыстрырғанда блоктардың өлшемдері 2-4 есеге кемиді. Сондай-ақ дислокация тығыздығы артады. Келесі шынықтыруда мұндай аустениттен өте ұсақ мартенсит пластиналары бөлінеді және кернеу төмендейді.