Մետաղների ջերմամեխանիկական մշակումդեֆորմացիայի, տաքացման և հովացման գործողությունների մի շարք է, որի արդյունքում նյութի վերջնական կառուցվածքի և հատկությունների ձևավորումը տեղի է ունենում պլաստիկ դեֆորմացիայի արդյունքում առաջացած կառուցվածքային թերությունների բարձրացված խտության և օպտիմալ բաշխման պայմաններում:
Պողպատի ջերմամեխանիկական մշակումն իրականացվում է հիմնականում երեք սխեմայի համաձայն՝ բարձր ջերմաստիճան (HTMT), ցածր ջերմաստիճան (LTMT) և նախնական ջերմամեխանիկական մշակում (PTMT):
Գլխավոր միտք բարձր ջերմաստիճանի բուժումբաղկացած է գլանվածքից հետո գլանվածքի և հովացման ռեժիմների ընտրությունից, որն ապահովում է պատրաստի արտադրանքի նուրբ և միատեսակ հացահատիկի արտադրությունը:
Ցածր ջերմաստիճանի վերամշակումբաղկացած է պողպատի տաքացումից մինչև 1000..լ 100 °C, արագ հովացումից մինչև ավստենիտի մետաստաբիլ վիճակի ջերմաստիճանը (400...600 °C) և դեֆորմացիայի բարձր աստիճանի (մինչև 90% և բարձր) այս ջերմաստիճանում։ . Սրանից հետո կատարվում է մարտենզիտի կարծրացում և կոփում 100...400 °C ջերմաստիճանում։ Արդյունքը ուժի զգալի աճ է HTMO-ի համեմատ, բայց ավելի ցածր ճկունություն և ամրություն: Այս մեթոդը կիրառելի է գրեթե միայն լեգիրված պողպատների համար:
Նախնական ջերմամեխանիկական բուժումբնութագրվում է տեխնոլոգիական գործընթացի պարզությամբ՝ սառը պլաստիկ դեֆորմացիա (մեծացնում է տեղահանման խտությունը), նախաբյուրեղացման ջեռուցում (ապահովում է ֆերիտի կառուցվածքի պոլիգոնացում), մարում և կոփում։
19. Պղինձ և պղնձի հիմքով համաձուլվածքներ. Բրոնզի և արույրի մակնշում: Պղնձի վրա հիմնված համաձուլվածքների կիրառումը սանիտարական ճարտարագիտության մեջ:
Պղինձ- կարմիր գույնի մածուցիկ, մածուցիկ մետաղ (վարդագույն, երբ կոտրվում է), շատ բարակ շերտերում այն կանաչավուն կապույտ է թվում, երբ դիտվում է լույսի միջով:
Ստացված արտադրանքի հատկությունները կախված են մաքրությունից, և կեղտի պարունակության մակարդակը որոշում է դրա աստիճանը՝ MOOk՝ առնվազն 99,99% պղինձ, MOK՝ 99,97%, M1K՝ 99,95%, M2k՝ 99,93% պղինձ և այլն: M տառը (պղինձ) նշում է մաքրության պայմանական թիվը, իսկ հետո տառը պղնձի ստացման եղանակն ու պայմանները. k - կաթոդ; բ - առանց թթվածնի; p - deoxidized; f - դեօքսիդացված է ֆոսֆորով: Պղնձի և դրա համաձուլվածքների մեխանիկական և տեխնոլոգիական հատկությունները նվազեցնող վնասակար կեղտերն են՝ կապարը, բիսմութը, ծծումբը և թթվածինը։ Պղնձի մեջ դրանց պարունակությունը խիստ սահմանափակ է՝ բիսմուտ՝ ոչ ավելի, քան 0,005%, կապար՝ 0,05% և այլն։
Պղինձը ծանր գունավոր մետաղ է։ Խտությունը՝ 8890 կգ/մ 3, հալման կետը՝ 1083 °C։ Մաքուր պղինձն ունի բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն։
Պղինձն ունի բարձր ճկունություն և գերազանց աշխատունակություն սառը և տաք ճնշման տակ, ձուլման լավ հատկություններ և բավարար կտրող մեքենայություն: Պղնձի մեխանիկական հատկությունները համեմատաբար ցածր են՝ առաձգական ուժը՝ 150...200 ՄՊա, հարաբերական երկարացումը՝ 15...25%։
Պղնձի երկուական կամ բազմաբաղադրիչ համաձուլվածքները ցինկով և այլ տարրերով կոչվում են արույրներ.
Արույրերը նշվում են L տառով (արույր), որին հաջորդում են պղնձի տոկոսը ցույց տվող թվեր։ Օրինակ, L68 արույրը պարունակում է 68% պղինձ, մնացածը ցինկ է։ Եթե արույրը բազմաբաղադրիչ է, ապա L տառից հետո դնում են այլ տարրերի նշանը (A - ալյումին, F - երկաթ, N - նիկել, K - սիլիցիում, T - տիտան, Mts - մանգան, O - անագ, C): - կապար, C - ցինկ և այլն) և թվեր, որոնք ցույց են տալիս դրանց միջին տոկոսը համաձուլվածքում: Կռած և ձուլված արույրերում տառերի և թվերի հերթականությունը տարբեր է։ Ձուլված արույրերում խառնուրդի բաղադրիչի միջին պարունակությունը նշվում է դրա անունը նշող տառից անմիջապես հետո:
Բրոնզ- պղնձի համաձուլվածք անագի, ալյումինի, կապարի և այլ տարրերի հետ, որոնցից ցինկը և նիկելը հիմնականը չեն։ Ցինկը և նիկելը կարող են ներմուծվել բրոնզերի մեջ միայն որպես հավելյալ համաձուլվածքներ: Ըստ քիմիական բաղադրության՝ բրոնզերը բաժանվում են tin to tinless.
Բրոնզը նշվում է Br տառերով, որին հաջորդում են պարունակվող տարրերի այբբենական և թվային նշումները, բացի պղնձից: Բրոնզերում տարրերի նշանակումը նույնն է, ինչ արույրը նշելիս: Բրենդում պղնձի առկայությունը նշված չէ, և դրա պարունակությունը որոշվում է տարբերությամբ։ Ճնշմամբ մշակված բրոնզերի դասակարգերում համաձուլվածքային տարրերի անվանումները նշվում են դրանց կոնցենտրացիայի նվազման կարգով, իսկ դասակարգի վերջում՝ նույն հաջորդականությամբ: Օրինակ, բրոնզե դասարանի BrOTsS4-4-2.5 պարունակում է 4% անագ և ցինկ, 2,5% կապար, մնացածը պղինձ է: Ձուլված բրոնզերի դասերում (ԳՕՍՏ 613 և 493), համաձուլվածքային տարրի յուրաքանչյուր նշումից հետո նշվում է դրա պարունակությունը: Եթե ձուլման և ճնշմամբ մշակված բրոնզների կոմպոզիցիաները համընկնում են, օրինակ՝ BrA9ZZL:
20. Ալյումին և ալյումինի հիմքով համաձուլվածքներ: Ալյումինի վրա հիմնված համաձուլվածքների կիրառումը սանիտարական տեխնոլոգիայում.
Ալյումինե 2,7 գ/սմ3 խտությամբ և 660 °C հալման կետով արծաթափայլ, սպիտակ բաց մետաղ է։ Այն բնութագրվում է բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակությամբ և լավ կոռոզիոն դիմադրությամբ բազմաթիվ ագրեսիվ միջավայրերում: Որքան մաքուր է ալյումինը, այնքան բարձր է նրա կոռոզիոն դիմադրությունը:
Կախված կեղտերի պարունակությունից՝ ալյումինը բաժանվում է խմբերի և դասերի՝ բարձր մաքրության ալյումին A999 - 99,999% ալյումին, բարձր մաքրության աստիճաններ՝ A995 - 99,995%, A99 - 99,99%, A97 - 99,97%, A95 - 99% ալյումին: մաքրություն՝ անմաքրության պարունակությամբ OD5...1.0%՝ A85, A8, A7, A6, A5, AO: Օրինակ, A85 դասակարգը նշանակում է, որ մետաղը պարունակում է 99,85% ալյումին, իսկ AO դասակարգը նշանակում է 99% ալյումին: Տեխնիկական դեֆորմացվող ալյումինը նշվում է ADO և AD1 նշումներով: Fe, Si, Cu, Mn, Zn և այլն կարող են լինել ալյումինի կեղտերի տեսքով:
Ըստ տեխնիկական բնութագրերի, բոլոր ալյումինե համաձուլվածքները բաժանվում են 2 դաս:
Ձուլվող և չդեֆորմացվող:
Դյուրալյումիններայս խմբի ամենատարածված համաձուլվածքներն են՝ հիմնված ալյումինի, պղնձի և մագնեզիումի վրա: Դյուրալյումինները բնութագրվում են բարձր ամրության և ճկունության համադրությամբ և հեշտությամբ դեֆորմացվում են տաք և սառը վիճակում:
Սիլյումիններսիլիցիում պարունակող ալյումինի (4... 13% և որոշ ապրանքանիշերում մինչև 23%) և որոշ այլ տարրերի հիման վրա ձուլման համաձուլվածքների խմբի ընդհանուր անվանումն է։ Սիլյումիններն ունեն ձուլման բարձր հատկություններ, բավականին բարձր ամրություն, կոռոզիոն դիմադրության բարձրացում և կարող են հեշտությամբ մշակվել:
Հեղուկ մետաղական միջավայրի ազդեցության աստիճանը դեֆորմացված նյութի վրա կախված է դրա ջերմային և ջերմամեխանիկական մշակումից։ Մեծ չափով այս ազդեցությունը որոշվում է ամրության և հատիկավորության մակարդակով, որը նյութերը ձեռք են բերում վերամշակման արդյունքում։ Այնուամենայնիվ, ջերմային և ջերմամեխանիկական մշակման ազդեցությունը կապված է նաև նյութի կառուցվածքային վիճակի որոշ առանձնահատկությունների հետ:Վ.Գ. Մարկովը հետազոտել է հեղուկ անագի ազդեցությունը տարբեր ջերմաստիճաններում կոփված պեռլիտիկ քրոմ-մոլիբդեն-վանադիում պողպատների վրա: Բոլոր դեպքերում կարծրացումն իրականացվել է 990°C, իսկ կոփումը 270, 370, 470, 570, 670 և 770°C ջերմաստիճանում; կոփման տեւողությունը յուրաքանչյուր ջերմաստիճանում եղել է 1,5 ժամ: Պողպատե բլանկներից, որոնք անցել են նշված ջերմային մշակման պայմանները, պատրաստվել են 6 մմ տրամագծով գլանաձև աշխատանքային մասով նմուշներ, որոնք այնուհետև փորձարկվել են լարվածության մեջ 1,25 մմ արագությամբ: /ր. Նմուշները փորձարկվել են հեղուկ թիթեղով լոգարանում և օդում 250/650°C ջերմաստիճանում:
Պարզվել է, որ պողպատը ենթարկվում է հեղուկ մետաղի ամենամեծ ազդեցությանը ցածր և միջին կոփումից հետո (270/470 ° C ջերմաստիճանում): Նման ջերմային մշակման ենթարկված նմուշները փխրուն կերպով ձախողվում են, առանց պլաստիկ դեֆորմացիայի, դրանց առաձգական ուժը 1,5-2 անգամ ցածր է օդում ելքի ուժից: 570°C ջերմաստիճանում կոփված նմուշները անագի մեջ ոչնչացվում են որոշակի պլաստիկ դեֆորմացիայով, դրանց առաձգական դիագրամն ավարտվում է միատեսակ դեֆորմացիայի շրջանում: Կոփումը 670°C-ում հանգեցնում է պողպատի վրա անագի ազդեցության հետագա թուլացման: Այս դեպքում օդում և թիթեղում փորձարկված նմուշների թողունակությունը, առաձգական ուժը և միատեսակ երկարացումը նույնն են. հեղուկ մետաղի ազդեցությունն արտահայտվում է միայն կենտրոնացված երկարացման նվազմամբ։ 770°C ջերմաստիճանում կոփված նմուշները չեն հայտնաբերել հեղուկ մետաղի որևէ ազդեցություն:
Այսպիսով, կոփման ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է հեղուկ մետաղի ազդեցության նվազմանը պառլիտիկ պողպատի մեխանիկական հատկությունների վրա: Ազդեցության թուլացման հիմնական պատճառը պայմանավորված է այս դեպքում, ըստ երևույթին, պողպատի ամրության նվազմամբ։ Այսպիսով, օդում առաձգական ուժը անընդհատ փոխվում է մոտավորապես 130 կգ/մմ2-ից 270°C-ում կոփումից հետո մինչև 55 կգ/մմ2՝ 670°C-ում կոփումից հետո:
Աշխատանքներում հաստատվել են 30KhGSA պողպատի ջերմային մշակման ազդեցության նմանատիպ օրինաչափություններ հեղուկ թիթեղի և անագ-կապարի զոդման ազդեցության մեծության վրա, որոնց արդյունքները քննարկված են վերևում (տես Աղյուսակ 35): Աշխատանքում նշվել է, որ մարգարիտային քրոմ-նիկելային և ածխածնային պողպատների բարձր ջերմաստիճանի կոփումը նվազեցնում է նրանց զգայունությունը հալած զոդման ազդեցության նկատմամբ:
Աշխատանքի հեղինակներն ուսումնասիրել են սենյակային ջերմաստիճանում սնդիկի ազդեցությունը ցրման-պնդացող ալյումինի համաձուլվածքների մեխանիկական հատկությունների վրա՝ կախված ծերացման տևողությունից: Նկ. 88-ը ցույց է տալիս 4,5% Cu, 0,6% Mn և 1,5% Mg խառնուրդով ալյումինե համաձուլվածքի փորձարկման արդյունքները: Կարելի է տեսնել, որ համաձուլվածքի ծերացման տևողության աճը, որն ուղեկցվում է օդում կարծրացումով, հանգեցնում է նրա ուժի կտրուկ անկման հեղուկ սնդիկի միջավայրում։ Հետաքրքիր է, որ ծերացման գործընթացի սկզբում խառնուրդի նույնիսկ աննշան ամրացումը առաջացնում է հեղուկ մետաղի ուժեղ ազդեցություն։ Սա ցույց է տալիս հեղուկ մետաղական միջավայրի ազդեցության կախվածությունը նյութի կառուցվածքային վիճակից:
Հեղուկ մետաղի (սնդիկ 2% Na-ով) ազդեցության մի փոքր այլ բնույթ է նկատվել Cu - 2% Be համաձուլվածքի հնեցման ժամանակ։ Սկսած Նկ. 89 հետևում է, որ հեղուկ մետաղի մեջ համաձուլվածքի փորձարկումը չի խեղաթյուրում (որակապես) ծերացման ազդեցության բնույթը դրա զիջման ուժի վրա: Այս դեպքում նկատվում են կոշտացման և այնուհետև փափկեցման սովորական փուլերը (աճող բացահայտմամբ)՝ կապված համաձուլվածքի գերծերացման հետ։ Ինչ վերաբերում է հեղուկ մետաղի ազդեցությանը նյութի հարաբերական երկարացման վրա, ապա այն նման էր աշխատանքում հաստատված ուժի վրա ազդեցությանը, այսինքն՝ շրջակա միջավայրի ազդեցությունը, որն արտահայտվում է հարաբերական երկարացման նվազմամբ, մեծանում է, երբ համաձուլվածքը կարծրանում է և առավելագույն կարծրացման դեպքում: Համաձուլվածքի գերծերացումը հանգեցնում է հեղուկ մետաղի ծածկույթի փխրուն ազդեցության նվազմանը:
Նկ. 89-ը ցույց է տալիս նաև պղինձ-բերիլիումի համաձուլվածքի փորձարկման արդյունքները, որոնք ենթարկվում են աշխատանքային կարծրացման՝ մարելուց հետո: Այս բուժումը նպաստում է խառնուրդի էլ ավելի ուժեղացմանը ծերացման ժամանակ, սակայն հարաբերական երկարացման նվազումը շատ ավելի քիչ է արտահայտված: Օրինակ, մարելուց և աշխատանքային պնդացումից հետո երկարացման ամենամեծ նվազումը կազմել է մոտ 60%, մինչդեռ միայն մարելուց հետո այն մոտ 100% է:
Համաձուլվածքի ջերմային մշակումից հետո սառը կարծրացման օգտագործումը, ինչպես ցույց է տրված աշխատանքներում, սովորաբար չի առաջացնում հեղուկ մետաղի ազդեցության աստիճանի փոփոխություն: Այսպիսով, պղինձ-բերիլիումի համաձուլվածքի կարծրացումը 370°C ջերմաստիճանում 0,5 և 12 ժամվա ընթացքում, այսինքն՝ կարծրացման գագաթնակետից առաջ և հետո (տե՛ս նկ. 89) մարելուց և հնանալուց հետո, չի հանգեցնում ազդեցության ուժեղացման կամ թուլացման: հեղուկ մետաղական միջավայր: Այն համաձուլվածքը, որը ենթարկվել է առավելագույն կարծրացման ջերմային մշակման ժամանակ (մարել և հնացնել 370°C-ում 1 ժամվա ընթացքում), ցույց է տվել շրջակա միջավայրի ազդեցության աճ՝ կարծրացման աստիճանի աճով:
Նյութի ջերմամեխանիկական մշակումը որոշ դեպքերում հնարավորություն է տալիս բարձրացնել դրա ամրությունը հեղուկ մետաղական միջավայրում: Աշխատանքն ուսումնասիրել է ջերմամեխանիկական մշակման ազդեցությունը 40X պողպատի մեխանիկական հատկությունների վրա օդում և Pb-Sn էվտեկտիկայի հետ շփման մեջ։ Փորձարկվել են 10 մմ տրամագծով գլանաձև նմուշներ՝ շրջանաձև կտրվածքով։ Նյութը մշակվել է սթրեսի խտացուցիչի տարածքում։ Նմուշը տեղադրվել է հատուկ մեքենայի վրա և ջեռուցվել՝ դրա միջով էլեկտրական հոսանք անցնելով մինչև աուստենիտացման ջերմաստիճանը; Այնուհետև այն սառեցրեցին մինչև 400/600 ° C ջերմաստիճան, որի ժամանակ խտացուցիչը գլորվեց պրոֆիլային գլանափաթեթներով: Խառատահաստոցի վրա կատարված կտրվածքի սկզբնական խորությունը 1 մմ էր, շառավիղը գագաթին` 0,2 մմ, իսկ անկյունը` 0,8 ռադ: Գլանափաթեթներով ներս գլորվելով՝ կտրվածքի խորությունը բարձրացավ մինչև 1,5 մմ, շառավիղը մնաց անփոփոխ։ Ներս մտնելուց հետո նմուշը մարեցին յուղի մեջ, այնուհետև կոփեցին: Ի լրումն գլանման գլանափաթեթներով ջերմամեխանիկական մշակումից, կիրառվել է նաև նմուշի շրջադարձային դեֆորմացիայով մշակում։ Գնահատվել է նաև սենյակային ջերմաստիճանում սառը կարծրացման ազդեցությունը պողպատի վրա հեղուկ մետաղի ազդեցության վրա հանգցումից և նորմալացումից հետո:
Նկ.-ում ցուցադրվածներից: 90 առաձգական դիագրամները ցույց են տալիս, որ 400 և 500 ° C ջերմաստիճանի դեպքում կարծրացած նմուշները ոչնչացվում են առաձգական հատվածում հեղուկ մետաղի ազդեցության տակ ՝ զգալով ուժի բազմակի նվազում: Հզորության որոշակի աճը ձեռք է բերվում նմուշների սառը կարծրացման, սենյակային ջերմաստիճանում գլանափաթեթներով գլորման և ոլորման միջոցով ջերմամեխանիկական մշակման միջոցով: Հզորության ամենամեծ աճը ձեռք է բերվում ջերմամեխանիկական մշակման միջոցով, օգտագործելով նմուշների գլանափաթեթները: Այնուամենայնիվ, չնայած օդում փորձարկվելիս նման մշակումը տալիս է նմուշների ճկունության կտրուկ աճ, հալոցքում փորձարկվելիս նմուշները փխրուն կերպով ձախողվում են: Հարկ է նշել, որ ջերմամեխանիկական մշակման մեթոդը, որն արդյունավետ է պարզվել 40X պողպատի համար, 2X13 պողպատի համար դրական արդյունք չի տվել ոչ օդում փորձարկվելիս, ոչ էլ Pb-Sn էվեկտիկական հալվածքում: Հեղուկ մետաղի ազդեցության աստիճանն այս դեպքում մոտավորապես նույնն էր, ինչ մարելուց և կոփելուց հետո՝ պողպատին հաղորդելով նույն ուժն ու ճկունությունը:
Վերոնշյալ տվյալները ցույց են տալիս, որ ջերմային կամ ջերմամեխանիկական մշակման արդյունքում նյութի ամրության բարձրացումը սովորաբար հանգեցնում է հեղուկ մետաղի ազդեցության ավելացման: 40X պողպատի ամրապնդման ազդեցությունը Pb-Bi էվեկտիկայում սթրեսի խտացուցիչը գլանափաթեթներով գլորելուց հետո ակնհայտորեն կապված է հիմնականում նմուշի մակերեսային շերտում սեղմման լարումների առաջացման հետ, քանի որ ջերմամեխանիկական մշակումը նույն ռեժիմով, բայց դեֆորմացիայի հետ: նմուշը ոլորման միջոցով չի հանգեցնում նմանատիպ արդյունքների: Կառուցվածքային գործոնը, ըստ երևույթին, ազդում է հեղուկ մետաղական միջավայրի ազդեցության աստիճանի վրա՝ դիսպերսիայով ամրացված համաձուլվածքների փորձարկման դեպքում։ Պետք է ակնկալել շրջակա միջավայրի ազդեցության մեծացում այս համաձուլվածքների վրա, քանի որ դրանցում կարող են առաջանալ զգալի սթրեսային կոնցենտրացիաներ նուրբ ցրված նստվածքների տարածքում, որոնք լուրջ խոչընդոտներ են տեղահանումների շարժման համար:
02.01.2020
Հանքարդյունաբերության և վերամշակման արդյունաբերության սարքերը ներառում են գլանափոշի ջարդիչներ: Առաջին նման մեքենան կառուցվել է Մեծ Բրիտանիայում 1908 թվականին։ Կրեյնդերի հանքավայրում...
02.01.2020
Դժվար է պատկերացնել ժամանակակից գրասենյակի բնականոն գործունեությունը առանց համապատասխան կահույքի։ Սա ներառում է գրասեղաններ, բազկաթոռներ, աթոռներ, տարբեր դարակներ և...
02.01.2020
Փրփուր բետոնը հեղուկ բետոնի խառնուրդ է, որը կարծրանում է գործընթացի ընթացքում և կտրվում է նախագծի համար անհրաժեշտ ձևերի: Փրփուր բետոնը պատրաստվում է ցեմենտի, ավազի,...
30.12.2019
Հաղորդակցության նորաստեղծ մեթոդներն ազդում են հանգստի մակարդակի վրա ժամանակակից մարդիկ. Այսօր մոլախաղերի օգտատերերը ցանկանում են պայթել......
30.12.2019
Ժամանակակից շինարարության մեջ լայնորեն օգտագործվում են կույտերի հիմքերը: Դրան դիմում են ինչպես մասնավոր շենքերի, այնպես էլ խոշոր անշարժ գույքի նախագծերի, ներառյալ մանրածախ...
30.12.2019
Համացանցը մեծ հնարավորություններ է բացում ռիսկի և հուզմունքի սիրահարների համար: Մեքենաները մոլախաղերի ամենատարածված ձևն են...
29.12.2019
Կաբինետի կահույքն այսօր ամենատարածված տարբերակն է բոլոր գոյություն ունեցողների մեջ: Այս տեսակի կահույքի առանձնահատկությունն այն է, որ այն պատրաստված է փայտյա պանելներից,...
Ջերմամեխանիկական մշակումը ներառում է պլաստիկ դեֆորմացիա, որն ազդում է մետաղի ջերմային ազդեցության ժամանակ կառուցվածքի ձևավորման վրա: Պլաստիկ դեֆորմացիան փոխում է բաշխման բնույթը և մեծացնում բյուրեղային ցանցի թերությունների խտությունը, որն իր հերթին մեծապես ազդում է կառուցվածքի ձևավորման բնույթի վրա փուլային փոխակերպումների ժամանակ: Այսպիսով, TMT-ից հետո համաձուլվածքում ձևավորվում է բյուրեղային կառուցվածքի թերությունների ավելացած խտությամբ կառուցվածք, ինչը հանգեցնում է նոր մեխանիկական հատկությունների ձեռքբերմանը:
Պողպատի համար հիմնականում օգտագործվում են ջերմամեխանիկական մշակման երկու տեսակ՝ ցածր ջերմաստիճան և բարձր ջերմաստիճան։
LTMT-ի ժամանակ գերսառեցված ավստենիտը դեֆորմացվում է իր կայունության բարձրացման շրջանում, բայց անպայման ցածր ջերմաստիճանից, որով սկսվում է վերաբյուրեղացումը: Սրանից հետո այն վերածվում է մարտենզիտի (նկ. 53): Ցածր կոփումը օգտագործվում է որպես վերջնական ջերմային բուժում:
LTMT-ի ժամանակ պողպատի ամրացման պատճառը մարտենզիտի կողմից դեֆորմացված ավստենիտի դիսլոկացիոն կառուցվածքի ժառանգումն է։ Դիսլոկացիաները չեն անհետանում մարտենզիտի ձևավորման ժամանակ, այլ սկզբնական փուլից տեղափոխվում են նորը, այսինքն. մարտենզիտը ժառանգում է դեֆորմացված ավստենիտի ենթակառուցվածքը: Ածխածնի ատոմներով և կարբիդային ներդիրներով ամրագրված տեղաշարժերի բարձր խտությունը հանգեցնում է բարձր ամրության՝ ճկունության ընդունելի մակարդակով:
Բրինձ. 53 Ցածր ջերմաստիճանի միացում (LTMO)
պողպատի ջերմամեխանիկական մշակում
LTMT-ը կիրառելի է միայն լեգիրված պողպատների համար, որոնց կայունության բավարար մակարդակ է գերսառեցված ավստենիտը: Բացի այդ, գիտատեխնիկական մշակման իրականացումը պահանջում է հզոր դեֆորմացնող սարքավորումների առկայություն։
HTMT-ի ժամանակ ավստենիտը դեֆորմացվում է իր բարձր ջերմաստիճանի կայունության շրջանում, այնուհետև կարծրացվում է մինչև մարտենզիտ (նկ. 54): Պնդացմանը հաջորդում է ցածր կոփումը։
Բրինձ. 54 Բարձր ջերմաստիճանի միացում (HTMO)
պողպատի ջերմամեխանիկական մշակում.
HTMT ռեժիմն ընտրված է այնպես, որ մարտենզիտային վերափոխման սկզբում ավստենիտն ունենա զարգացած բազմանկյուն կառուցվածք: Դեֆորմացիայի աստիճանը չպետք է չափազանց մեծ լինի, որպեսզի չառաջացնի վերաբյուրեղացում, ինչը նվազեցնում է կարծրացումը: Դեֆորմացիայի ավարտից հետո անհրաժեշտ է անհապաղ կարծրացում՝ կանխելու ստատիկ վերաբյուրեղացումը և պահպանելու դեֆորմացված կառուցվածքը մարտենզիտային վերափոխման սկզբում: Մարտենզիտային բյուրեղները չեն տարածվում ավստենիտի ենթահատիկների սահմաններից այն կողմ, ինչը հանգեցնում է դրանց զգալի բարելավմանը և հատկությունների մեծ շրջանակին:
HTMO-ի ամենակարևոր առավելությունն այն է, որ միաժամանակ կարող է մեծացնել և՛ ուժը, և՛ կոտրվածքի ամրությունը: Բացի այդ, VTMO-ի կատարման համար չի պահանջվում հզոր մասնագիտացված սարքավորում:
6. Պողպատի քիմիական-ջերմային մշակում
6.1. ընդհանուր բնութագրերըպողպատի քիմիական-ջերմային մշակում
Քիմիական-ջերմային մշակումը (CHT) պողպատի մակերևութային հագեցվածությունն է որոշակի քիմիական տարրերով, մասնավորապես ոչ մետաղներով և մետաղներով (օրինակ՝ ածխածին, ազոտ, ալյումին, քրոմ և այլն) արտաքին միջավայրից ատոմային վիճակում դրանց տարածման միջոցով։ բարձր ջերմաստիճանում. Այդ գործընթացների ընթացքում պարտադիր կերպով փոխվում են արտադրանքի մակերևութային շերտերի քիմիական բաղադրությունը, միկրոկառուցվածքը և հատկությունները։ Քիմիական մշակման ընթացքում մշակվող մասերը տաքացվում են քիմիապես ակտիվ միջավայրում: Մշակման հիմնական պարամետրերն են ջեռուցման ջերմաստիճանը և պահելու ժամանակը: CTO սովորաբար իրականացվում է երկար ժամանակ: Գործընթացի ջերմաստիճանը ընտրվում է հատուկ մշակման յուրաքանչյուր տեսակի համար:
Ցանկացած տիպի CTO-ի առաջնային գործընթացներն են դիսոցացումը, կլանումը և դիֆուզիան:
Դիսոցացիա – տարրալուծում քիմիական միացությունստանալ քիմիական տարրեր ավելի ակտիվ, ատոմային վիճակում։ Կլանումը նշված ոչ մետաղների ատոմների կլանումն է մասի մակերեսով: Դիֆուզիան ներծծված տարրի շարժումն է արտադրանքի խորքում: Բոլոր երեք գործընթացների արագությունները պետք է համապատասխանեն միմյանց: Կլանման և դիֆուզիայի համար անհրաժեշտ է, որ հագեցնող տարրը փոխազդի բազային մետաղի հետ՝ ձևավորելով կամ պինդ լուծույթ կամ քիմիական միացություն, քանի որ դրա բացակայության դեպքում քիմիական-ջերմային բուժումն անհնար է։
Պողպատի քիմիական-ջերմային մշակման հիմնական տեսակներն են կարբյուրացումը, ազոտացումը, նիտրոկարբյուրացումը, ցիանացումը և դիֆուզիոն մետաղացումը։
Ատոմների դիֆուզիայի արագությունը երկաթե ցանցի մեջ նույնը չէ և կախված է ստացված փուլերի կազմից և կառուցվածքից։ Երբ հագեցած է ածխածնով կամ ազոտով, որոնք երկաթի հետ ձևավորում են միջքաղաքային պինդ լուծույթներ, դիֆուզիոն ավելի արագ է ընթանում, քան մետաղներով հագեցված լինելու դեպքում՝ ձևավորելով միջքաղաքային պինդ լուծույթներ։ Հետևաբար, այս դեպքում օգտագործվում են ավելի բարձր ջերմաստիճաններ և մշակման ավելի երկար ժամանակներ, բայց չնայած դրան, շերտի ավելի փոքր հաստություն է ստացվում, քան ազոտման և հատկապես կարբյուրացման դեպքում:
Պողպատը այս կամ այն տարրով հագեցնելով ստացված դիֆուզիոն շերտի հաստությունը որոշելիս սովորաբար նշվում է ոչ թե փոփոխված կազմով դրա ամբողջական արժեքը, այլ միայն որոշակի կարծրության կամ կառուցվածքի խորությունը (արդյունավետ հաստությունը):
Ի տարբերություն բուն ջերմային մշակման, քիմիական-ջերմային և ջերմամեխանիկական մշակումը, բացի ջերմային ազդեցություններից, ներառում է համապատասխանաբար քիմիական և դեֆորմացիոն ազդեցություն մետաղի վրա: Սա բարդացնում է ջերմային մշակման ընթացքում կառուցվածքի և հատկությունների փոփոխությունների ընդհանուր պատկերը:
Քիմիական-ջերմային և ջերմամեխանիկական մշակման սարքավորումները, որպես կանոն, ավելի բարդ են, քան բուն ջերմային մշակման համար: Բացի սովորական ջեռուցման սարքերից, այն ներառում է, օրինակ, վերահսկվող մթնոլորտ ստեղծելու տեղադրումներ, պլաստիկ դեֆորմացիայի սարքավորումներ:
Ստորև մենք դիտարկում ենք քիմիական-ջերմային և ջերմամեխանիկական մշակումների ընթացքում կառուցվածքի և հատկությունների փոփոխությունների ընդհանուր օրինաչափությունները և դրանց տեսակները:
«Մետաղների ջերմային մշակման տեսություն»,
Ի.Ի.Նովիկով
HTMT-ի ժամանակ ավստենիտը դեֆորմացվում է իր թերմոդինամիկական կայունության շրջանում և այնուհետև կարծրացվում է մինչև մարտենզիտ (տես լեգիրված պողպատի մշակման սխեմայի նկարը): Պնդացումից հետո կատարվում է ցածր կոփում։ Պայմանական ջերմային մշակման հիմնական նպատակն է դեֆորմացիայի (գլանման դարբնոց) ջեռուցմամբ վերացնել հատուկ ջեռուցումը կարծրացման համար և դրանով իսկ ստանալ տնտեսական ազդեցություն: HTMT-ի հիմնական նպատակն է բարելավել մեխանիկական հատկությունները...
Մեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում HTMT-ից կարծրացման ժառանգականության («շրջելիության») ֆենոմենը, որը հայտնաբերեց M.L. Bernstein-ը կրկնակի ջերմային մշակման ժամանակ: Պարզվեց, որ HTMT-ից կարծրացումը պահպանվում է, եթե պողպատը նորից կարծրացվում է տաքացման ջերմաստիճանում կարճ ազդեցությամբ՝ մարելու համար, կամ եթե HTMT-ով ամրացված պողպատը սկզբում ենթարկվում է բարձր կոփման, այնուհետև նորից կարծրացվում է: Օրինակ՝ 37XH3A պողպատի առաձգականությունը HTMT-ից հետո ըստ ռեժիմի...
Պողպատների TMT-ի գործընթացները սկսեցին ինտենսիվ ուսումնասիրվել 50-ականների կեսերից՝ կապված կառուցվածքային ամրությունը բարձրացնելու նոր ուղիների որոնման հետ։ Ցածր ջերմաստիճանի ջերմամեխանիկական մշակում (LTMT) LTMT-ի ընթացքում գերսառեցված ավստենիտը դեֆորմացվում է իր կայունության բարձրացման շրջանում, բայց միշտ ցածր է վերաբյուրեղացման սկզբի ջերմաստիճանից և այնուհետև (վերափոխվում է մարտենզիտի: Դրանից հետո իրականացվում է ցածր կոփում (ոչ ցույց է տրված նկարում) Մշակման սխեման...
HTMO-ի օգտագործումը սահմանափակվում է հետևյալ գործոններով. Համաձուլվածքը կարող է ունենալ հանգցնելու համար ջեռուցման ջերմաստիճանների այնպիսի նեղ միջակայք, որ գործնականում անհնար է պահպանել տաք ձևավորման ջերմաստիճանը նման նեղ սահմաններում (օրինակ՝ D16 duralumin-ի համար ± 5 °C-ի սահմաններում): Տաք դեֆորմացիայի համար օպտիմալ ջերմաստիճանի միջակայքը կարող է զգալիորեն ցածր լինել, քան կարծրացման համար նախատեսված ջեռուցման ջերմաստիճանի միջակայքը: Օրինակ՝ ալյումինի համաձուլվածքները սեղմելիս...
PTMT-ի էությունն այն է, որ չվերաբյուրեղացված վիճակում տաք դեֆորմացիայից հետո ստացված կիսաֆաբրիկատը պահպանում է չվերաբյուրեղացած կառուցվածքը նույնիսկ այն ժամանակ, երբ ջեռուցվում է մարման համար: PTMT-ն տարբերվում է HTMT-ից նրանով, որ տաք դեֆորմացիայի և կարծրացման համար տաքացման գործողությունները տարանջատված են (տե՛ս հնեցման համաձուլվածքների ջերմամեխանիկական մշակման սխեմաները): PTMO-ն լայնորեն կիրառվում է ալյումինե համաձուլվածքներից կիսաֆաբրիկատների արտադրության տեխնոլոգիայում: Դա շատ վաղուց էր...
HTMT-ի ժամանակ կատարվում են տաք դեֆորմացիա, կարծրացում դեֆորմացիոն տաքացումով և ծերացումով (տե՛ս նկար Հնեցման համաձուլվածքների ջերմամեխանիկական մշակման սխեմաները): Տաք դեֆորմացիայի ժամանակ դիսլոկացիայի խտությունը մեծանում է և տեղի է ունենում տաք կարծրացում, որն ինքնին դեֆորմացիայի ընթացքում կարող է մասնակի կամ ամբողջությամբ հեռացվել դինամիկ պոլիգոնիզացիայի և դինամիկ վերաբյուրեղացման զարգացման արդյունքում։ Լարվածություն-լարում կորը ունի հոսքի լարվածության աճող հատված,...
Նկարում ներկայացված են հնացման համաձուլվածքների TMT-ի հիմնական դիագրամները: Անհատ գծերը ցույց են տալիս պլաստիկ դեֆորմացիա: Հնեցման համաձուլվածքների ջերմամեխանիկական մշակման սխեմաներ Ցածր ջերմաստիճանի ջերմամեխանիկական մշակում (LTMT) Հնեցման համաձուլվածքների LTMT-ն առաջին ջերմամեխանիկական մշակումն է (30-ականներ) և ամենալայն կիրառումը արդյունաբերության մեջ: NTMO-ի հիմնական նպատակն է բարձրացնել ուժի հատկությունները: HTMT-ում համաձուլվածքը սկզբում ենթարկվում է սովորական մարման,...
Եկեք նախ դիտարկենք սառը դեֆորմացիայի ազդեցությունը գոտու ծերացման վրա: Թվում է, թե դեֆորմացիան, մեծացնելով տեղահանման խտությունը և թափուր տեղը, պետք է արագացնի գոտու ծերացումը: Բայց, նախ, գոտիները միատարր միջուկներ են ստեղծում, այլ ոչ թե տեղաշարժերի վրա, և, երկրորդ, տեղահանումները արդյունավետ վայրեր են թափուր աշխատատեղերի արտահոսքի համար: Շատ ուժեղ պլաստիկ դեֆորմացիան ավելացնում է թափուր կոնցենտրացիան (թափուր տեղերի և ատոմների թվի հարաբերակցությունը) ընդամենը 10–6-ով։
LTMO-ի օգտագործման արդյունավետությունը որոշվում է նրանով, թե որ ամրապնդման փուլն է ազատվում ծերացման ժամանակ: Այսպիսով, օրինակ, Al-Cu-Mg համաձուլվածքների (կարծրացնող նյութ - փուլ S) համաձուլվածքների համար դեֆորմացիայի ներմուծումից առաջ արհեստական ծերացումից առաջացած լրացուցիչ ուժեղացումն ավելի մեծ է, քան Al-Cu համաձուլվածքների համար (կարծրացնող նյութ - փուլ θ´): Սառը դեֆորմացիայից հետո ծերացման համար տաքացնելիս վերաբյուրեղացում, որպես կանոն, չի լինում, բայց...
փոխելու համար բնութագրերըմետաղ, դրա հիման վրա կարող եք համաձուլվածք ստեղծել և դրան ավելացնել այլ բաղադրիչներ։ Այնուամենայնիվ, կա մետաղական արտադրանքի պարամետրերը փոխելու ևս մեկ միջոց՝ մետաղի ջերմային բուժում: Նրա օգնությամբ դուք կարող եք ազդել նյութի կառուցվածքի վրա և փոխել դրա բնութագրերը:
Մետաղների ջերմային մշակումը մի շարք գործընթացներ է, որոնք թույլ են տալիս հեռացնել մնացորդային սթրեսը մի մասից, փոխել նյութի ներքին կառուցվածքը և բարելավել կատարումը: Մետաղի քիմիական բաղադրությունը տաքացումից հետո չի փոխվում։ Երբ աշխատանքային մասը միատեսակ տաքացվում է, նյութի կառուցվածքի հատիկի չափը փոխվում է:
Պատմություն
Մետաղների ջերմային մշակման տեխնոլոգիան մարդկությանը հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից։ Միջնադարում դարբինները ջեռուցում և սառեցնում էին թուրը ջրի միջոցով։ 19-րդ դարում մարդիկ սովորեցին չուգուն մշակել։ Դարբինը մետաղ է դնում տարայի մեջ լի սառույցով, իսկ վրան շաքարավազ ցանել։ Հաջորդը սկսվում է միասնական ջեռուցման գործընթացը, որը տեւում է 20 ժամ: Դրանից հետո չուգունի բլիթը կարող էր կեղծվել:
19-րդ դարի կեսերին ռուս մետալուրգ Դ.Կ. Չեռնովը փաստեց, որ երբ մետաղը տաքացվում է, նրա պարամետրերը փոխվում են: Այս գիտնականից առաջացել է նյութագիտության գիտությունը։
Ինչու է անհրաժեշտ ջերմային բուժում:
Սարքավորումների մասերը և մետաղից պատրաստված կապի միավորները հաճախ ենթարկվում են ծանր բեռների: Բացի ճնշման ազդեցությունից, նրանք կարող են ենթարկվել կրիտիկական ջերմաստիճանի: Նման պայմաններին դիմակայելու համար նյութը պետք է լինի մաշվածության դիմացկուն, հուսալի և դիմացկուն:
Գնված մետաղական կոնստրուկցիաները միշտ չէ, որ կարողանում են երկար ժամանակ դիմակայել բեռներին: Որպեսզի դրանք շատ ավելի երկար տևեն, մետաղագործության վարպետները ջերմային բուժում են օգտագործում: Ջեռուցման ընթացքում և դրանից հետո մետաղի քիմիական բաղադրությունը մնում է նույնը, բայց բնութագրերը փոխվում են։ Ջերմային մշակման գործընթացը մեծացնում է կոռոզիոն դիմադրությունը, մաշվածության դիմադրությունը և նյութի ուժը:
Ջերմային բուժման առավելությունները
Մետաղական բլանկների ջերմային բուժումը պարտադիր գործընթաց է, երբ խոսքը վերաբերում է երկարաժամկետ օգտագործման համար նախատեսված կառույցների արտադրությանը: Այս տեխնոլոգիան ունի մի շարք առավելություններ.
- Մետաղի մաշվածության դիմադրության բարձրացում:
- Պատրաստի մասերը ավելի երկար են տևում, և թերի աշխատանքային մասերի քանակը կրճատվում է:
- Բարելավում է կոռոզիոն գործընթացների դիմադրությունը:
Ջերմային մշակումից հետո մետաղական կոնստրուկցիաները կարող են դիմակայել ծանր բեռներին, և դրանց ծառայության ժամկետը մեծանում է:
Պողպատի ջերմային մշակման տեսակները
Մետաղագործության մեջ օգտագործվում են պողպատի մշակման երեք տեսակ՝ տեխնիկական, ջերմամեխանիկական և քիմիական-ջերմային։ Ջերմային բուժման ներկայացված մեթոդներից յուրաքանչյուրը պետք է քննարկվի առանձին:
Հալեցում
Մետաղի տեխնիկական մշակման տեսակ կամ մեկ այլ փուլ։ Այս գործընթացը ներառում է մետաղի մշակման միատեսակ տաքացում մինչև որոշակի ջերմաստիճանի և դրա հետագա բնական սառեցումը: Եռացնելուց հետո մետաղի ներքին լարվածությունը և նրա տարասեռությունը վերանում են։ Նյութը փափկվում է ջերմաստիճանի ազդեցության տակ։ Ապագայում ավելի հեշտ է մշակել։
Գոյություն ունեն երկու տեսակի հալեցում.
- Առաջին տեսակ. Մետաղի մեջ բյուրեղային ցանցի մի փոքր փոփոխություն կա:
- Երկրորդ տեսակ. Սկսվում են նյութի կառուցվածքի փուլային փոփոխությունները: Այն նաև կոչվում է մետաղի ամբողջական կռում։
Ջերմաստիճանի միջակայքն այս գործընթացում 25-ից 1200 աստիճան է։
Կարծրացում
Տեխնիկական մշակման ևս մեկ փուլ. Մետաղների կարծրացումն իրականացվում է աշխատանքային մասի ամրությունը բարձրացնելու և դրա ճկունությունը նվազեցնելու համար: Արտադրանքը տաքացվում է մինչև կրիտիկական ջերմաստիճանը, այնուհետև արագ սառչում է տարբեր հեղուկներով լոգանքի մեջ ընկնելով: Կարծրացման տեսակները.
- Երկու փուլային սառեցում. Սկզբում աշխատանքային մասը սառչում է մինչև 300 աստիճան ջրով: Սրանից հետո հատվածը դնում են յուղով լցված լոգանքի մեջ։
- Օգտագործելով մեկ հեղուկ: Եթե մանր մասերը մշակվում են, ապա օգտագործվում է յուղ։ Խոշոր աշխատանքային կտորները սառչում են ջրով:
- Քայլեց. Տաքացնելուց հետո աշխատանքային մասը հովացվում է հալած աղերի մեջ։ Դրանից հետո այն դրվում է մաքուր օդում, մինչև այն ամբողջովին սառչի։
Կարելի է տարբերակել նաև կարծրացման իզոթերմային տեսակը։ Այն նման է քայլի մեթոդին, սակայն հալած աղերի մեջ մշակվող մասի պահպանման ժամանակը փոխվում է։
Ջերմամեխանիկական բուժում
Սա պողպատների ջերմային մշակման տիպիկ եղանակ է: Այս տեխնոլոգիական գործընթացում օգտագործվում են սարքավորումներ, որոնք ստեղծում են ճնշում, ջեռուցման տարրեր և հովացման տանկեր: Տարբեր ջերմաստիճանների դեպքում աշխատանքային մասը ջեռուցվում է, և դրանից հետո տեղի է ունենում պլաստիկ դեֆորմացիա:
Արձակուրդ
Սա պողպատի տեխնիկական ջերմային մշակման վերջին փուլն է։ Այս գործընթացը կատարվում է կարծրացումից հետո։ Մետաղի մածուցիկությունը մեծանում է, և ներքին սթրեսը ազատվում է: Նյութը դառնում է ավելի դիմացկուն: Կարող է իրականացվել տարբեր ջերմաստիճաններում: Սա ինքնին փոխում է գործընթացը:
Կրիոգեն բուժում
Ջերմային բուժման և կրիոգեն ազդեցության հիմնական տարբերությունն այն է, որ վերջինս ենթադրում է աշխատանքային մասի սառեցում: Այս պրոցեդուրայից հետո մասերը դառնում են ավելի ամուր, չեն պահանջում կոփում, ավելի լավ են մանրացված և փայլեցված:
Սառեցնող միջավայրի հետ շփվելիս ջերմաստիճանը իջնում է մինչև մինուս 195 աստիճան: Սառեցման արագությունը կարող է տարբեր լինել՝ կախված նյութից: Արտադրանքը ցանկալի ջերմաստիճանում սառեցնելու համար օգտագործվում է պրոցեսոր, որն առաջացնում է ցուրտ: Աշխատանքային մասը հավասարաչափ սառչում է և մնում է խցիկում որոշակի ժամանակահատվածում: Դրանից հետո հանեք այն և թողեք, որ ինքնուրույն տաքանա մինչև սենյակային ջերմաստիճան։
Քիմիական-ջերմային բուժում
Ջերմային բուժման մեկ այլ տեսակ, որի դեպքում աշխատանքային մասը տաքացվում է և ենթարկվում տարբեր քիմիական տարրերի: Աշխատանքային մասի մակերեսը մաքրվում և պատվում է քիմիական միացություններով: Այս գործընթացը կատարվում է նախքան կարծրացումը:
Վարպետը կարող է հագեցնել արտադրանքի մակերեսը ազոտով: Դա անելու համար դրանք տաքացվում են մինչև 650 աստիճան: Երբ ջեռուցվում է, աշխատանքային մասը պետք է լինի կրիոգեն մթնոլորտում:
Գունավոր համաձուլվածքների ջերմային բուժում
Մետաղների ջերմային մշակման ներկայացված տեսակները հարմար չեն տարբեր տեսակի համաձուլվածքների և գունավոր մետաղների համար։ Օրինակ՝ պղնձի հետ աշխատելիս կատարվում է վերաբյուրեղացման եռացում։ Բրոնզը տաքանում է մինչև 550 աստիճան: 200 աստիճանով աշխատում են արույրով։ Ալյումինը սկզբում կարծրացվում է, այնուհետև կռվում և հնանում։
Մետաղի ջերմային բուժումը համարվում է անհրաժեշտ գործընթաց արդյունաբերական սարքավորումների, մեքենաների, ինքնաթիռների, նավերի և այլ սարքավորումների կառուցվածքների և մասերի արտադրության և հետագա օգտագործման համար: Նյութը դառնում է ավելի ամուր, ավելի դիմացկուն և ավելի դիմացկուն կոռոզիոն գործընթացներին: Տեխնոլոգիական գործընթացի ընտրությունը կախված է օգտագործվող մետաղից կամ համաձուլվածքից: