Металлын термомеханик боловсруулалтЭнэ нь деформаци, халаалт, хөргөлтийн үйл ажиллагааны цогц бөгөөд үүний үр дүнд материалын эцсийн бүтэц, шинж чанар үүсэх нь нягтрал ихсэх, хуванцар хэв гажилтаас үүссэн бүтцийн согогийг оновчтой хуваарилах нөхцөлд явагддаг.
Гангийн термомеханик боловсруулалтыг ихэвчлэн өндөр температурт (HTMT), бага температурт (LTMT) ба урьдчилсан термомеханик боловсруулалт (PTMT) гэсэн гурван схемийн дагуу явуулдаг.
гол утга өндөр температурт эмчилгээөнхрүүлсний дараа өнхрөх, хөргөх горимыг сонгохоос бүрддэг бөгөөд энэ нь эцсийн бүтээгдэхүүнд нарийн ширхэгтэй, жигд үр тариа үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
Бага температурт боловсруулалт хийх 1000..L 100 ° C хүртэл халаах ган, аустенитийн метастабил төлөвийн температурт (400...600 ° C) хурдан хөргөх ба энэ температурт өндөр зэрэг (90% ба түүнээс дээш) хэв гажилтаас бүрдэнэ. . Үүний дараа мартенситийг хатууруулах, 100...400 °C температурт хатууруулах ажлыг гүйцэтгэдэг. Үүний үр дүнд HTMO-тай харьцуулахад хүч чадал мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн боловч уян хатан чанар, хатуулаг бага байна. Энэ аргыг бараг зөвхөн хайлштай гангаар хийдэг.
Урьдчилсан термомеханик эмчилгээтехнологийн үйл явцын энгийн байдлаар тодорхойлогддог: хүйтэн хуванцар хэв гажилт (муйсан нягтралыг нэмэгдүүлдэг), дахин талстжихаас өмнөх халаалт (феррит бүтцийн полигонжилтыг хангадаг), бөхөөх, зөөлрүүлэх.
19. Зэс ба зэс дээр суурилсан хайлш. Хүрэл ба гуулин тэмдэглэгээ. Ариун цэврийн байгууламжид зэсийн хайлшийг ашиглах.
Зэс- улаан өнгийн наалдамхай, наалдамхай металл (эвдэрсэн үед ягаан), маш нимгэн давхаргад гэрлээр харахад ногоон хөх өнгөтэй харагддаг.
Үүссэн бүтээгдэхүүний шинж чанар нь цэвэршилтээс хамаардаг бөгөөд хольцын агууламж нь түүний зэрэглэлийг тодорхойлдог: MOOk - дор хаяж 99.99% зэс, MOK - 99.97%, M1K - 99.95%, M2k - 99.93% зэс гэх мэт. M үсэг (зэс) нь цэвэр байдлын нөхцөлт тоог, дараа нь үсэг нь зэс авах арга, нөхцлийг зааж өгнө: k - катод; б - хүчилтөрөгчгүй; p - исэлгүйжүүлсэн; f - фосфороор исэлдүүлсэн. Зэс, түүний хайлшийн механик, технологийн шинж чанарыг бууруулдаг хортой хольц нь хар тугалга, висмут, хүхэр, хүчилтөрөгч юм. Тэдний зэс дэх агууламж хатуу хязгаарлагдмал: висмут - 0.005% -иас ихгүй, хар тугалга - 0.05% гэх мэт.
Зэс бол өнгөт бус хүнд металл юм. Нягт нь 8890 кг / м 3, хайлах цэг нь 1083 ° C байна. Цэвэр зэс нь цахилгаан, дулаан дамжуулах өндөр чадвартай.
Зэс нь өндөр уян хатан чанар, хүйтэн, халуун даралтын дор маш сайн ажиллах чадвартай, цутгах шинж чанар сайтай, зүсэх механик боловсруулалт сайтай байдаг. Зэсийн механик шинж чанар харьцангуй бага: суналтын бат бэх 150...200 МПа, харьцангуй суналт 15...25%.
Цайр болон бусад элементүүдтэй зэсийн хоёртын буюу олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хайлшийг нэрлэдэг гууль.
Гуулиныг L (гуулин) үсгээр тэмдэглэж, дараа нь зэсийн хувийг харуулсан тоонууд байна. Жишээлбэл, L68 гуулин нь 68% зэс, үлдсэн нь цайр агуулдаг. Хэрэв гууль нь олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй бол L үсгийн дараа бусад элементүүдийн тэмдэглэгээг тавьдаг (A - хөнгөн цагаан, F - төмөр, N - никель, K - цахиур, T - титан, Mts - манган, O - цагаан тугалга, C - хар тугалга, С - цайр гэх мэт) болон тэдгээрийн хайлш дахь дундаж хувийг харуулсан тоо. Цутгамал болон цутгамал гуульд үсэг, тооны дараалал өөр байдаг. Цутгамал гуульд хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсгийн дундаж агууламжийг түүний нэрийг заасан үсгийн дараа шууд зааж өгнө.
Хүрэл- цагаан тугалга, хөнгөн цагаан, хар тугалга болон бусад элементүүдтэй зэсийн хайлш, тэдгээрийн гол нь цайр, никель биш юм. Цайр, никель нь хүрэлд зөвхөн нэмэлт хайлшийн элемент болгон нэвтрүүлж болно. Химийн найрлагын дагуу хүрэлийг дараахь байдлаар хуваана цагаан тугалганаас цагаан тугалгагүй хүртэл.
Хүрэлийг Br үсгээр тэмдэглэж, дараа нь зэсээс бусад элементүүдийн цагаан толгойн болон тоон тэмдэглэгээг бичнэ. Хүрэл дэх элементүүдийн тэмдэглэгээ нь гуулин тэмдэглэгээтэй ижил байна. Брэнд дэх зэс байгаа эсэхийг заагаагүй бөгөөд түүний агууламж нь ялгаагаар тодорхойлогддог. Даралтаар боловсруулсан хүрэл зэрэгт хайлшлах элементүүдийн нэрсийг агууламжийнх нь бууралтын дарааллаар, зэрэглэлийн төгсгөлд тэдгээрийн дундаж концентрацийг ижил дарааллаар зааж өгсөн болно. Жишээлбэл, хүрэл зэрэглэлийн BroOTsS4-4-2.5 нь 4% цагаан тугалга, цайр, 2.5% хар тугалга, үлдсэн хэсэг нь зэс юм. Цутгамал хүрэл зэрэглэлд (ГОСТ 613 ба 493) хайлшлагч элементийн тэмдэглэгээ бүрийн дараа түүний агуулгыг зааж өгсөн болно. Цутгамал болон даралтаар боловсруулсан хүрэлүүдийн найрлага нь давхцаж байвал жишээ нь BrA9ZZL.
20. Хөнгөн цагаан ба хөнгөн цагаан дээр суурилсан хайлш. Хөнгөн цагаан дээр суурилсан хайлшийг ариун цэврийн технологид ашиглах.
Хөнгөн цагааннь 2.7 г/см3 нягттай, 660 0С хайлах цэгтэй мөнгөлөг цагаан цайвар металл юм. Энэ нь өндөр дулаан, цахилгаан дамжуулалт, олон түрэмгий орчинд зэврэлтэнд сайн тэсвэртэй байдгаараа онцлог юм. Хөнгөн цагаан нь цэвэр байх тусам зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг.
Хольцын агууламжаас хамааран хөнгөн цагааныг бүлэг, зэрэглэлд хуваадаг: өндөр цэвэршилттэй хөнгөн цагаан A999 - 99.999% хөнгөн цагаан, өндөр цэвэршилттэй: A995 - 99.995%, A99 - 99.99%, A97 - 99.97%, A95 - 99.95% хөнгөн цагаан. хольцын агууламжтай цэвэршилт OD5...1.0%: A85, A8, A7, A6, A5, AO. Жишээлбэл, A85 зэрэг нь метал нь 99.85% хөнгөн цагаан, AO зэрэг нь 99% хөнгөн цагаан гэсэн үг юм. Техникийн хэв гажилттай хөнгөн цагааныг ADO ба AD1 гэж тэмдэглэсэн. Хөнгөн цагаанд Fe, Si, Cu, Mn, Zn гэх мэт хольц байж болно.
Техникийн шинж чанарын дагуу бүх хөнгөн цагааны хайлшийг хуваана 2 анги:
Цутгах боломжтой, хэв гажилтгүй.
Duraluminsхөнгөн цагаан, зэс, магни дээр суурилсан энэ бүлгийн хамгийн түгээмэл хайлш юм. Duralumin нь өндөр бат бэх, уян хатан чанарыг хослуулсан шинж чанартай бөгөөд халуун, хүйтэн нөхцөлд амархан гажигтай байдаг.
Силуминуудцахиур (4... 13%, зарим брэндэд 23% хүртэл) болон бусад зарим элемент агуулсан хөнгөн цагаан дээр суурилсан цутгамал хайлшийн бүлгийн ерөнхий нэр юм. Силуминууд нь цутгах шинж чанартай, нэлээд өндөр бат бэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй, амархан боловсруулдаг.
Шингэн металлын орчны гажигтай материалд үзүүлэх нөлөөллийн зэрэг нь түүний дулааны болон термомеханик боловсруулалтаас хамаарна. Ихэнх тохиолдолд энэ нөлөөллийг боловсруулалтын үр дүнд олж авсан материалын хүч чадал, үр тарианы хэмжээгээр тодорхойлдог. Гэсэн хэдий ч дулааны болон термомеханик эмчилгээний үр нөлөө нь материалын бүтцийн төлөв байдлын зарим онцлогтой холбоотой байдаг.В.Г.Марков янз бүрийн температурт зөөлрүүлсэн перлитт хром-молибден-ванадийн ганд шингэн цагаан тугалга хэрхэн нөлөөлж байгааг судалсан. Бүх тохиолдолд хатууралтыг 990 ° C, хатууралтыг 270, 370, 470, 570, 670, 770 ° C-д гүйцэтгэсэн; Температур тус бүрд зөөлрүүлэх хугацаа 1.5 цаг байв.Заасан дулааны боловсруулалтын нөхцөлд хамрагдсан ган бэлдэцээс 6 мм диаметртэй цилиндр хэлбэртэй ажлын хэсэг бүхий дээжийг хийж, дараа нь 1.25 мм-ийн хурдтайгаар суналтын туршилт хийсэн. /мин. Дээжийг шингэн цагаан тугалгатай ваннд, 250/650 хэмийн температурт агаарт туршсан.
Бага ба дунд температурт (270/470 ° C температурт) ган нь шингэн металлын хамгийн их нөлөөлөлд өртдөг болохыг тогтоосон. Ийм дулааны боловсруулалтанд орсон дээж нь хэврэг, хуванцар хэв гажилтгүй, суналтын бат бэх нь агаар дахь урсацын хүчнээс 1.5-2 дахин бага байдаг. 570 ° С-т хатаасан дээж нь цагаан тугалгад зарим хуванцар хэв гажилтаар устдаг бөгөөд тэдгээрийн суналтын диаграм нь жигд хэв гажилтын бүсэд дуусдаг. 670 градусын температурт зөөлрүүлэх нь ган дээр цагаан тугалганы нөлөөг улам сулруулахад хүргэдэг. Энэ тохиолдолд агаарт болон цагаан тугалгад туршсан дээжийн уналтын бат бэх, суналтын бат бэх, жигд суналт нь ижил байна; шингэн металлын нөлөөлөл нь зөвхөн төвлөрсөн суналтын бууралтаар илэрхийлэгддэг. 770 ° C-т хэмжсэн дээжүүд нь шингэн металлын орчинд ямар нэгэн нөлөө үзүүлээгүй.
Тиймээс зөөлрүүлэх температурын өсөлт нь перлитийн гангийн механик шинж чанарт шингэн металлын нөлөөллийг бууруулахад хүргэдэг. Үр нөлөө нь сулрах гол шалтгаан нь энэ тохиолдолд гангийн бат бөх чанар буурсантай холбоотой юм. Ийнхүү агаар дахь суналтын бат бэх нь 270°С-т хатууруулсны дараа ойролцоогоор 130 кг/мм2-аас 670°С-т хатуурсны дараа 55 кг/мм2 хүртэл тасралтгүй өөрчлөгддөг.
Шингэн цагаан тугалга ба цагаан тугалга-хар тугалга гагнуурын нөлөөллийн хэмжээнд 30KhGSA гангийн дулааны боловсруулалтын нөлөөллийн ижил төстэй хэв маягийг ажил дээр тогтоосон бөгөөд тэдгээрийн үр дүнг дээр авч үзсэн болно (Хүснэгт 35-ыг үз). Сувдны хром-никель ба нүүрстөрөгчийн ганг өндөр температурт зөөлрүүлэх нь хайлсан гагнуурын нөлөөнд мэдрэмтгий байдлыг бууруулдаг болохыг уг бүтээлд тэмдэглэжээ.
Ажлын зохиогчид хөгшрөлтийн үргэлжлэх хугацаанаас хамааран дисперсээр хатуурдаг хөнгөн цагааны хайлшийн механик шинж чанарт өрөөний температурт мөнгөн усны нөлөөг судалжээ. Зураг дээр. 88-д 4.5% Cu, 0.6% Mn, 1.5% Mg агуулсан хөнгөн цагааны хайлшийн туршилтын үр дүнг харуулав. Хайлшийн хөгшрөлтийн үргэлжлэх хугацаа нэмэгдэж, агаарт хатуурах нь шингэн мөнгөн усны орчинд түүний хүч чадал огцом буурахад хүргэдэг болохыг харж болно. Хөгшрөлтийн эхэн үед хайлшийг бага зэрэг бэхжүүлэх нь шингэн металлын хүчтэй нөлөөллийг үүсгэдэг нь сонирхолтой юм. Энэ нь материалын бүтцийн төлөв байдалд шингэн металлын орчны нөлөөллийн хамаарлыг харуулж байна.
Cu - 2% Be хайлшийн хөгшрөлтийн үед шингэн металлын (2% Na-тай мөнгөн ус) нөлөөллийн арай өөр шинж чанар ажиглагдсан. Зураг дээрээс. 89-аас үзэхэд шингэн металл дахь хайлшийг турших нь түүний ундаргад хөгшрөлтийн нөлөөллийн шинж чанарыг (чанарын хувьд) гажуудуулдаггүй. Энэ тохиолдолд хайлш хэт хөгшрөхтэй холбоотой хатуурах, дараа нь зөөлрүүлэх (нэмэгдэх өртөх) ердийн үе шатууд ажиглагдаж байна. Шингэн металлын материалын харьцангуй суналтад үзүүлэх нөлөөллийн хувьд энэ нь ажлын явцад тогтоогдсон бат бэхийн нөлөөлөлтэй төстэй байсан, өөрөөр хэлбэл харьцангуй суналтын бууралтаар илэрхийлэгддэг хүрээлэн буй орчны нөлөө нь хайлш хатуурах тусам нэмэгддэг. хамгийн их хатууруулах үед хамгийн их байдаг. Хайлшийн хэт хөгшрөлт нь шингэн металлын бүрээсний хэврэгшлийн нөлөөг бууруулахад хүргэдэг.
Зураг дээр. 89-д мөн бөхөөсний дараа хатууруулсан зэс-бериллий хайлшийг турших үр дүнг харуулав. Энэхүү эмчилгээ нь хөгшрөлтийн үед хайлшийг улам бүр бэхжүүлэхэд тусалдаг боловч харьцангуй суналтын бууралт нь хамаагүй бага байдаг. Жишээлбэл, бөхөөх болон ажлын хатуужуулалтын дараах суналтын хамгийн их бууралт нь 60% орчим байсан бол дангаар нь бөхөөсний дараа 100% дөхсөн байна.
Ажилд үзүүлсэн шиг хайлшийг дулааны боловсруулалт хийсний дараа хүйтэн хатууралтыг ашиглах нь ихэвчлэн шингэн металлын өртөлтийн зэрэгт өөрчлөлт оруулдаггүй. Тиймээс зэс-бериллин хайлшийг 0.5 ба 12 цагийн турш 370 ° C-т бөхөөж, хөгшрүүлсний дараа, өөрөөр хэлбэл хатууралтын оргил үеээс өмнө болон дараа (89-р зургийг үз) хатуурах нь түүний нөлөөллийг бэхжүүлэх эсвэл сулруулахад хүргэдэггүй. шингэн металл орчин. Дулааны боловсруулалтын явцад хамгийн их хатууралд орсон хайлш (370°С-т 1 цагийн турш бөхөөж, хөгшрүүлэх) хатуурлын түвшин нэмэгдэхийн хэрээр хүрээлэн буй орчны нөлөөлөл нэмэгдэж байгааг харуулсан.
Материалын термомеханик боловсруулалт нь зарим тохиолдолд шингэн металлын орчинд түүний хүчийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Уг ажил нь агаар дахь 40X гангийн механик шинж чанарт болон Pb-Sn эвтектиктэй харьцахдаа термомеханик боловсруулалтын нөлөөг судалсан. Дугуй зүсэлттэй 10 мм-ийн диаметртэй цилиндр дээжийг туршсан. Материалыг стресс баяжуулах хэсэгт боловсруулсан. Дээжийг тусгай машин дээр суурилуулж, цахилгаан гүйдлийг дамжуулж, аустенитжуулах температур хүртэл халаасан; дараа нь 400/600 ° C-ийн температурт хөргөж, баяжуулах үйлдвэрийг профиль булны тусламжтайгаар өнхрүүлэв. Токарь дээр хийсэн зүсэлтийн анхны гүн нь 1 мм, орой дээрх радиус нь 0,2 мм, өнцөг нь 0,8 рад байв. Роллероор өнхрүүлснээр зүсэлтийн гүн 1.5 мм хүртэл нэмэгдэж, радиус нь өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Дотогш орсны дараа дээжийг тосонд хийж, дараа нь зөөлрүүлэв. Өнхрөх булны тусламжтайгаар термомеханик боловсруулалтаас гадна дээжийг мушгих хэв гажилтын эмчилгээг мөн ашигласан. Өрөөний температурт хүйтнээр хатууруулах нь бөхөөх, хэвийн байдалд оруулсны дараа шингэн металлын ганд үзүүлэх нөлөөллийг мөн үнэлэв.
Зурагт үзүүлсэн хүмүүсээс. 90 суналтын диаграммаас харахад 400 ба 500 хэмийн температурт хатуурсан дээж нь уян харимхай бүсэд шингэн металлын нөлөөн дор устаж, бат бөх чанар нь олон удаа буурч байгааг харуулж байна. Дээжийг хүйтэн хатууруулж, тасалгааны температурт өнхрөх, мушгиа ашиглан термомеханик боловсруулалт хийснээр бат бэхийн тодорхой хэмжээгээр нэмэгддэг. Хүч чадлын хамгийн их өсөлт нь дээжийг өнхрөх замаар термомеханик боловсруулалтаар хийдэг. Гэсэн хэдий ч агаарт туршиж үзэхэд ийм эмчилгээ нь дээжийн уян хатан чанарыг эрс нэмэгдүүлдэг боловч хайлмагт туршиж үзэхэд дээж нь хэврэг болдог. 40X гангийн хувьд үр дүнтэй болсон термомеханик эмчилгээний арга нь агаарт эсвэл Pb-Sn эвтектик хайлмагт туршиж үзэхэд 2X13 гангийн хувьд эерэг үр дүн өгөөгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ тохиолдолд шингэн металлын нөлөөллийн зэрэг нь бөхөөх, зөөлрүүлсний дараа гангаар ижил түвшний бат бэх, уян хатан чанарыг өгдөг.
Дээрх өгөгдлүүдээс харахад дулааны болон термомеханик боловсруулалтын үр дүнд материалын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх нь ихэвчлэн шингэн металлын өртөлтийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Стресс баяжуулагчийг өнхрүүлэн өнхрүүлсний дараа Pb-Bi эвтектик дэх 40X ган бэхжсэний үр нөлөө нь ижил горимд термомеханик боловсруулалт хийснээс хойш дээжийн гадаргуугийн давхаргад шахалтын стресс үүсэхтэй голчлон холбоотой нь тодорхой боловч хэв гажилттай холбоотой байдаг. мушгих замаар дээж нь ижил төстэй үр дүнд хүргэхгүй. Бүтцийн хүчин зүйл нь дисперсийг бэхжүүлсэн хайлшийг турших тохиолдолд шингэн металлын орчны нөлөөллийн зэрэгт нөлөөлдөг бололтой. Эдгээр хайлшуудад хүрээлэн буй орчны нөлөөлөл нэмэгдэхийг хүлээх хэрэгтэй, учир нь тэдгээрт их хэмжээний стрессийн концентраци нь нилээд тархсан хур тунадасны хэсэгт үүсч болзошгүй бөгөөд энэ нь мултралын хөдөлгөөнд ноцтой саад учруулдаг.
02.01.2020
Уул уурхай, боловсруулах үйлдвэрийн төхөөрөмжүүдэд галзуу бутлуур орно. Анхны ийм машиныг 1908 онд Их Британид бүтээжээ. Крейндэрийн уурхайд...
02.01.2020
Орчин үеийн оффисын хэвийн үйл ажиллагааг тохирох тавилгагүйгээр төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Үүнд ширээ, түшлэгтэй сандал, сандал, төрөл бүрийн тавиур,...
02.01.2020
Хөөс бетон нь үйл явцын явцад хатуурч, төсөлд шаардлагатай хэлбэрт оруулдаг шингэн бетон хольц юм. Хөөс бетоныг цемент, элс,...
30.12.2019
Харилцааны шинэлэг аргууд нь чөлөөт цагийн түвшинд нөлөөлдөг орчин үеийн хүмүүс. Өнөөдөр мөрийтэй тоглоомын хэрэглэгчид тэсрэлт хийхийг хүсч байна......
30.12.2019
Орчин үеийн барилгын ажилд овоолгын суурийг өргөнөөр ашигладаг. Тэд хувийн барилга байгууламж барих, үл хөдлөх хөрөнгийн томоохон төслүүд, тэр дундаа жижиглэнгийн худалдааны...
30.12.2019
Интернэт эрсдэлд дурлагч, сэтгэлийн хөөрөлд дуртай хүмүүст маш их боломжийг нээж өгдөг. Слот машин бол мөрийтэй тоглоомын хамгийн түгээмэл хэлбэр юм....
29.12.2019
Өнөөдөр кабинетийн тавилга нь одоо байгаа бүх зүйлсийн дунд хамгийн түгээмэл сонголт юм. Энэ төрлийн тавилгын онцлог нь модон хавтан,...
Дулааны механик боловсруулалт нь металлын дулааны нөлөөллийн үед бүтэц үүсэхэд нөлөөлдөг хуванцар деформацид ордог. Хуванцар хэв гажилт нь тархалтын шинж чанарыг өөрчилдөг ба болор торны согогийн нягтыг нэмэгдүүлж, улмаар фазын өөрчлөлтийн үед бүтэц үүсэх шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. Тиймээс TMT-ийн дараа хайлш дотор талст бүтэц дэх согогийн нягтрал ихэссэн бүтэц үүсдэг бөгөөд энэ нь шинэ механик шинж чанарыг олж авахад хүргэдэг.
Гангийн хувьд ихэвчлэн хоёр төрлийн термомеханик боловсруулалтыг ашигладаг: бага температур ба өндөр температурт.
LTMT-ийн үед хэт хөргөсөн аустенит нь тогтворжсон бүс нутагтаа деформацид ордог боловч дахин талстжилт эхлэх температураас доогуур байх ёстой. Үүний дараа энэ нь мартенсит болж хувирдаг (Зураг 53). Эцсийн дулааны боловсруулалт болгон бага даралтыг ашигладаг.
LTMT-ийн үед ган бэхжих болсон шалтгаан нь деформацитай аустенитийн дислокацын бүтцийг мартенситоор өвлөн авсан явдал юм. Мартенсит үүсэх үед мултрах нь арилдаггүй, харин анхны үе шатаас шинэ үе рүү шилждэг, i.e. мартенсит нь гажигтай аустенитийн дэд бүтцийг өвлөн авдаг. Нүүрстөрөгчийн атомууд болон карбидын нэгдлүүдээр тогтоогдсон дислокацын өндөр нягтрал нь хүлээн зөвшөөрөгдөх уян хатан чанар бүхий өндөр бат бэхийг бий болгодог.
Цагаан будаа. 53 Бага температурын хэлхээ (LTMO)
гангийн термомеханик боловсруулалт
LTMT нь зөвхөн хэт хөргөсөн аустенитийн тогтвортой байдлын хангалттай түвшний хайлштай ганд хамаарна. Нэмж дурдахад шинжлэх ухаан, техникийн эмчилгээ хийх нь хүчирхэг хэв гажилтын тоног төхөөрөмжтэй байхыг шаарддаг.
HTMT-ийн үед аустенит нь өндөр температурын тогтвортой байдлын бүсэд деформацид орж, дараа нь мартенсит хүртэл хатуурдаг (Зураг 54). Хатуужилтын дараа бага хатуурдаг.
Цагаан будаа. 54 Өндөр температурын хэлхээ (HTMO)
гангийн термомеханик боловсруулалт .
HTMT горимыг мартенсит хувирлын эхэн үед аустенит нь хөгжсөн полигон бүтэцтэй байхаар сонгосон. Деформацийн зэрэг нь хэт их байх ёсгүй бөгөөд ингэснээр дахин талстжилт үүсэхгүй бөгөөд энэ нь хатуурлыг бууруулдаг. Деформаци дууссаны дараа статик дахин талстжилтаас сэргийлж, мартенситийн хувирлын эхэн үед хэв гажилтын бүтцийг хадгалахын тулд нэн даруй хатууруулах шаардлагатай. Мартенситын талстууд нь аустенитийн дэд хэсгүүдээс хэтэрдэггүй бөгөөд энэ нь тэдгээрийг мэдэгдэхүйц сайжруулж, олон төрлийн шинж чанартай болгодог.
HTMO-ийн хамгийн чухал давуу тал нь хүч чадал, хугарлын бат бөх чанарыг нэгэн зэрэг нэмэгдүүлэх чадвар юм. Үүнээс гадна, VTMO-г гүйцэтгэхийн тулд хүчирхэг тусгай тоног төхөөрөмж шаардагдахгүй.
6. Ганыг химийн дулааны боловсруулалт
6.1. ерөнхий шинж чанаргангийн химийн дулааны боловсруулалт
Химийн дулааны боловсруулалт (CHT) гэдэг нь гангийн гадаргууг тодорхой химийн элементүүд, тухайлбал металл бус ба металлууд (жишээлбэл, нүүрстөрөгч, азот, хөнгөн цагаан, хром гэх мэт) гадаад орчноос атомын төлөвт тархах замаар гадаргуугаар ханасан байдал юм. өндөр температурт. Эдгээр процессын явцад бүтээгдэхүүний гадаргуугийн давхаргын химийн найрлага, бичил бүтэц, шинж чанар нь зайлшгүй өөрчлөгддөг. Химийн боловсруулалтын явцад боловсруулж буй эд ангиудыг химийн идэвхтэй орчинд халаана. Боловсруулалтын үндсэн параметрүүд нь халаалтын температур ба хадгалах хугацаа юм. CTO нь ихэвчлэн урт хугацаанд хийгддэг. Процессын температурыг боловсруулалтын төрөл бүрт тусгайлан сонгоно.
Аливаа төрлийн CTO-ийн үндсэн үйл явц нь диссоциаци, шингээлт, тархалт юм.
Диссоциаци - задрал химийн нэгдэлхимийн элементүүдийг илүү идэвхтэй, атомын төлөвт авах. Шингээлт гэдэг нь тухайн хэсгийн гадаргууд заасан металл бус атомуудын шингээлтийг хэлнэ. Тархалт гэдэг нь шингэсэн элементийн бүтээгдэхүүний гүн рүү шилжих хөдөлгөөн юм. Гурван процессын хурд нь бие биетэйгээ нийцэж байх ёстой. Шингээлт ба тархалтын хувьд ханасан элемент нь үндсэн металлтай харилцан үйлчилж, хатуу уусмал эсвэл химийн нэгдэл үүсгэх шаардлагатай, учир нь энэ байхгүй тохиолдолд химийн дулааны боловсруулалт хийх боломжгүй юм.
Ганыг химийн дулааны боловсруулалтын үндсэн төрлүүд нь карбюризаци, азотжуулалт, нитрокарбюризаци, цианиджуулалт, диффузийн металлжуулалт юм.
Төмрийн торонд атомын тархалтын хурд нь ижил биш бөгөөд үүссэн үе шатуудын найрлага, бүтцээс хамаарна. Төмөртэй завсрын хатуу уусмал үүсгэдэг нүүрстөрөгч эсвэл азотоор ханасан үед тархалт нь завсрын хатуу уусмал үүсгэдэг металлаар ханасантай харьцуулахад илүү хурдан явагддаг. Тиймээс, энэ тохиолдолд илүү өндөр температур, боловсруулалтын хугацааг уртасгадаг боловч үүнээс үл хамааран азотжуулалт, ялангуяа карбюржуулалтаас бага давхаргын зузааныг олж авдаг.
Ганыг нэг буюу өөр элементээр ханаснаар олж авсан диффузийн давхаргын зузааныг тодорхойлохдоо ихэвчлэн өөрчлөгдсөн найрлагатай бүрэн утгыг нь заадаггүй, гэхдээ зөвхөн тодорхой хатуулаг эсвэл бүтэц хүртэлх гүнийг (үр дүнтэй зузаан) зааж өгдөг.
Дулааны боловсруулалтаас ялгаатай нь химийн дулааны болон термомеханик боловсруулалт нь дулааны нөлөөллөөс гадна металлын химийн болон деформацийн нөлөөг агуулдаг. Энэ нь дулааны боловсруулалтын явцад бүтэц, шинж чанарын өөрчлөлтийн ерөнхий дүр зургийг улам хүндрүүлдэг.
Химийн дулааны болон термомеханик боловсруулалтын төхөөрөмж нь дүрмээр бол дулааны боловсруулалтаас илүү төвөгтэй байдаг. Уламжлалт халаалтын төхөөрөмжөөс гадна жишээлбэл, хяналттай уур амьсгалыг бий болгох суурилуулалт, хуванцар деформацид зориулсан тоног төхөөрөмж орно.
Доор бид хими-дулааны болон термомеханик боловсруулалтын явцад бүтэц, шинж чанарын өөрчлөлтийн ерөнхий зүй тогтол, тэдгээрийн сортуудыг авч үзье.
"Металлын дулааны боловсруулалтын онол",
И.И.Новиков
HTMT-ийн үед аустенит нь термодинамик тогтвортой байдлын бүсэд деформацид орж, дараа нь мартенсит хүртэл хатуурдаг (хайлшин ган боловсруулах схемийн зургийг үзнэ үү). Хатуурсны дараа бага даруулалт хийдэг. Деформаци (гулсмал хуурамчаар үйлдэх) халаалттай уламжлалт дулааны боловсруулалтын гол зорилго нь хатууруулах тусгай халаалтыг арилгах, улмаар эдийн засгийн үр нөлөөг авах явдал юм. HTMT-ийн гол зорилго нь механик шинж чанарыг сайжруулах явдал юм...
М.Л.Бернштейн давтан дулааны боловсруулалтын явцад олж илрүүлсэн HTMT-аас хатуурах удамшлын ("буцах чадвар") үзэгдэл ихээхэн сонирхол татдаг. Ганыг бөхөөх зорилгоор халаах температурт богино хугацаанд дахин хатууруулах эсвэл HTMT-ээр бэхжүүлсэн ганг эхлээд өндөр температурт байлгаж, дараа нь дахин хатууруулах тохиолдолд HTMT-ийн хатуурал хадгалагдана. Тухайлбал, HTMT-ийн дараа 37XH3A гангийн суналтын бат бэхийг горимын дагуу...
Бүтцийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх шинэ арга замыг эрэлхийлэхтэй холбогдуулан 50-аад оны дунд үеэс гангийн TMT процессыг эрчимтэй судалж эхэлсэн. Бага температурт термомеханик боловсруулалт (LTMT) LTMT-ийн үед хэт хөргөсөн аустенит нь тогтвортой байдал нь нэмэгдсэн бүсэд деформацид ордог боловч дахин талстжилтын эхлэлийн температураас үргэлж доогуур байдаг ба дараа нь (мартенсит болж хувирдаг. Үүний дараа бага температурт боловсруулалт хийдэггүй) зурагт үзүүлэв).Эмчилгээний схем...
HTMO-ийн хэрэглээг дараах хүчин зүйлсээр хязгаарладаг. Хайлш нь бөхөөх зориулалттай халаалтын температурын маш нарийн хүрээтэй байж болох тул халуун хэлбэрийн температурыг ийм нарийн хязгаарт (жишээлбэл, D16 duralumin-ийн хувьд ± 5 ° C дотор) хадгалах нь бараг боломжгүй юм. Халуун хэв гажилтын оновчтой температурын хязгаар нь хатуурлын халаалтын температурын хязгаараас хамаагүй бага байж болно. Тухайлбал, хөнгөн цагааны хайлшийг дарахад...
PTMT-ийн мөн чанар нь дахин талстжаагүй төлөвт халуун хэв гажилтын дараа гаргаж авсан хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн нь бөхөөх зорилгоор халаахад ч дахин талстжаагүй бүтцийг хадгалж үлддэгт оршино. PTMT нь HTMT-ээс ялгаатай нь халуун хэв гажилт ба хатууруулах халаах үйлдлүүд нь тусгаарлагддаг (хөгшрөлтийн хайлшийг термомеханик боловсруулах схемийг зургийг үз). PTMO нь хөнгөн цагааны хайлшаас хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх технологид өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь нэлээд эрт байсан ...
HTMT-ийн үед халуун хэв гажилт, деформацийн халаалт, хөгшрөлтийн үед хатуурах үйл ажиллагаа явагддаг (хөгшрөлтийн хайлшийг термомеханик боловсруулах схемийг үзнэ үү). Халуун хэв гажилтын үед мултрах нягт нэмэгдэж, халуун хатуурал үүсдэг бөгөөд энэ нь хэв гажилтын үед динамик полигончлал ба динамик дахин талстжилтын хөгжлийн үр дүнд хэсэгчлэн эсвэл бүрмөсөн арилдаг. Стресс-дазлалтын муруй нь урсгалын ачаалал ихсэх хэсэгтэй,...
Зураг дээр хөгшрөлтийн хайлшийн TMT-ийн үндсэн диаграммуудыг харуулав. Хагархай шугамууд нь хуванцар хэв гажилтыг илтгэнэ. Хөгшрөлтийн хайлшийг термомеханик аргаар боловсруулах схемүүд Хөгшрөлтийн хайлшийг бага температурт термомеханик боловсруулах (LTMT) нь LTMT нь анхны термомеханик боловсруулалт (30-аад он) бөгөөд үйлдвэрлэлд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг. NTMO-ийн гол зорилго нь хүч чадлын шинж чанарыг нэмэгдүүлэх явдал юм. HTMT-д хайлшийг эхлээд ердийн бөхөөх, ...
Хүйтэн хэв гажилтын бүсийн хөгшрөлтөд үзүүлэх нөлөөг эхлээд авч үзье. Деформаци нь мултралын нягтрал, сул орон зайн концентрацийг нэмэгдүүлэх замаар бүсийн хөгшрөлтийг хурдасгах ёстой юм шиг санагдаж байна. Гэхдээ нэгдүгээрт, бүсүүд нүүлгэн шилжүүлэлт дээр биш нэгэн төрлийн цөм болдог, хоёрдугаарт, мултрал нь сул орон тоог зайлуулах үр дүнтэй газар юм. Маш хүчтэй хуванцар хэв гажилт нь хоосон орон зайны концентрацийг (сул орон тооны атомын тоонд харьцуулсан харьцаа) зөвхөн 10-6-аар нэмэгдүүлдэг.
LTMO-ийн үр нөлөөг хөгшрөлтийн үед бэхжүүлэх үе шат ялгарснаар тодорхойлогддог. Жишээлбэл, Al - Cu - Mg хайлшийг (хатууруулах бодис - S үе шат) зохиомлоор хөгшрөлтөөс өмнө хэв гажилтыг нэвтрүүлэхэд нэмэлт хүч чадал нь Al - Cu хайлшаас (хатууруулах бодис - фазын θ´) илүү байна. Хүйтэн хэв гажилтын дараа хөгшрөлтийн үед халаахад дахин талстжилт нь дүрмээр тохиолддоггүй, гэхдээ...
өөрчлөхийн тулд техникийн үзүүлэлтүүдметалл, та түүн дээр үндэслэн хайлш үүсгэж, бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэмж болно. Гэсэн хэдий ч металлын бүтээгдэхүүний параметрүүдийг өөрчлөх өөр нэг арга бий - металлын дулааны боловсруулалт. Түүний тусламжтайгаар та материалын бүтцэд нөлөөлж, шинж чанарыг нь өөрчлөх боломжтой.
Металлын дулааны боловсруулалт нь эд ангиас үлдэгдэл стрессийг арилгах, материалын дотоод бүтцийг өөрчлөх, гүйцэтгэлийг сайжруулах боломжийг олгодог цуврал процесс юм. Металлын химийн найрлага нь халсаны дараа өөрчлөгддөггүй. Ажлын хэсгийг жигд халаах үед материалын бүтцийн ширхэгийн хэмжээ өөрчлөгддөг.
Өгүүллэг
Металлын дулааны боловсруулалтын технологийг хүн төрөлхтөнд эрт дээр үеэс мэддэг байсан. Дундад зууны үед дархчууд илдний бэлдэцийг усаар халааж, хөргөдөг байв. 19-р зуун гэхэд хүмүүс цутгамал төмрийг боловсруулж сурсан. Төмрийг саванд хийж буй дархан мөсөөр дүүрэн, дээр нь элсэн чихэр цацна. Дараа нь жигд халаалтын үйл явц эхэлж, 20 цаг үргэлжилнэ. Үүний дараа цутгамал төмрийг хуурамчаар хийж болно.
19-р зууны дунд үед Оросын металлургич Д.К.Чернов металыг халаахад түүний параметрүүд өөрчлөгддөг болохыг баримтжуулсан. Энэ эрдэмтэнээс материал судлалын шинжлэх ухаан үүссэн.
Яагаад дулааны боловсруулалт хэрэгтэй вэ?
Металлаар хийсэн тоног төхөөрөмжийн эд анги, холбооны хэсгүүд нь ихэвчлэн хүнд ачаалалтай байдаг. Даралтад өртөхөөс гадна чухал температурт өртөж болно. Ийм нөхцлийг тэсвэрлэхийн тулд материал нь элэгдэлд тэсвэртэй, найдвартай, бат бөх байх ёстой.
Худалдан авсан металл бүтэц нь удаан хугацааны туршид ачааллыг тэсвэрлэх чадваргүй байдаг. Тэдгээрийг илүү удаан байлгахын тулд металлургийн мастерууд дулааны боловсруулалтыг ашигладаг. Халаах явцад болон дараа нь металлын химийн найрлага хэвээр байгаа боловч шинж чанар нь өөрчлөгддөг. Дулааны боловсруулалт нь материалын зэврэлт, элэгдэлд тэсвэртэй, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг.
Дулааны эмчилгээний ашиг тус
Металл хоосон зайг дулааны боловсруулалт нь урт хугацааны хэрэглээнд зориулж бүтэц үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай үйл явц юм. Энэ технологи нь хэд хэдэн давуу талтай:
- Металлын элэгдэлд тэсвэртэй байдал нэмэгдсэн.
- Дууссан эд ангиуд удаан үргэлжилж, гэмтэлтэй ажлын хэсгүүдийн тоо багасна.
- Зэврэлтээс хамгаалах үйл явцыг сайжруулдаг.
Дулааны боловсруулалт хийсний дараа металл бүтэц нь хүнд ачааг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд ашиглалтын хугацаа нэмэгддэг.
Гангийн дулааны боловсруулалтын төрлүүд
Металлургийн хувьд техникийн, дулаан механик, химийн дулааны гурван төрлийн ган боловсруулалтыг ашигладаг. Дулааны боловсруулалтын танилцуулсан аргууд бүрийг тусад нь авч үзэх шаардлагатай.
Хатаах
Техникийн металл боловсруулах төрөл эсвэл өөр үе шат. Энэ процесс нь метал бэлдэцийг тодорхой температурт жигд халааж, дараа нь байгалийн аргаар хөргөх явдал юм. Залгисны дараа металлын дотоод стресс, түүний гетероген байдал арилдаг. Температурын нөлөөн дор материал нь зөөлрдөг. Ирээдүйд боловсруулахад илүү хялбар болно.
Цэвэрлэх хоёр төрөл байдаг:
- Эхний төрөл. Металл дахь болор торонд бага зэрэг өөрчлөлт гардаг.
- Хоёр дахь төрөл. Материалын бүтцэд үе шаттай өөрчлөлтүүд эхэлдэг. Үүнийг мөн металыг бүрэн тайлах гэж нэрлэдэг.
Энэ процессын температурын хүрээ нь 25-1200 градус байна.
Хатуурах
Техникийн боловсруулалтын өөр нэг үе шат. Ажлын хэсгийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх, уян хатан чанарыг багасгахын тулд металлын хатуурлыг гүйцэтгэдэг. Бүтээгдэхүүнийг маш чухал температурт халааж, дараа нь янз бүрийн шингэнтэй ваннд дүрж хурдан хөргөнө. Хатууруулах төрлүүд:
- Хоёр үе шаттай хөргөлт. Эхлээд ажлын хэсгийг усаар 300 градус хүртэл хөргөнө. Үүний дараа хэсгийг тосоор дүүргэсэн ваннд хийнэ.
- Нэг шингэн хэрэглэх. Хэрэв жижиг хэсгүүдийг боловсруулсан бол тосыг хэрэглэдэг. Том ажлын хэсгүүдийг усаар хөргөнө.
- Алхсан. Халаах дараа ажлын хэсгийг хайлсан давсаар хөргөнө. Үүний дараа бүрэн хөргөх хүртэл цэвэр агаарт тавина.
Та мөн изотермийн төрлийн хатуурлыг ялгаж чадна. Энэ нь алхамын аргатай төстэй боловч хайлсан давс дахь бэлдэцийг барих хугацаа өөрчлөгддөг.
Термомеханик эмчилгээ
Энэ бол гангийн дулааны боловсруулалтын ердийн горим юм. Энэхүү технологийн процесс нь даралт, халаалтын элемент, хөргөх савыг бий болгодог төхөөрөмжийг ашигладаг. Өөр өөр температурт ажлын хэсгийг халааж, үүний дараа хуванцар деформаци үүсдэг.
Амралт
Энэ бол гангийн техникийн дулааны боловсруулалтын эцсийн шат юм. Энэ процессыг хатуурсны дараа хийдэг. Металлын зуурамтгай чанар нэмэгдэж, дотоод стресс арилдаг. Материал нь илүү бат бөх болдог. Өөр өөр температурт хийж болно. Энэ нь үйл явцыг өөрөө өөрчилдөг.
Криоген эмчилгээ
Дулааны боловсруулалт ба криоген нөлөөллийн хоорондох гол ялгаа нь сүүлийнх нь ажлын хэсгийг хөргөх явдал юм. Уг процедурын төгсгөлд эд ангиуд нь илүү бат бөх болж, зөөлрүүлэх шаардлагагүй, илүү сайн нунтаглаж, өнгөлдөг.
Хөргөх хэрэгсэлтэй харилцах үед температур хасах 195 градус хүртэл буурдаг. Хөргөх хурд нь материалаас хамаарч өөр өөр байж болно. Бүтээгдэхүүнийг хүссэн температурт хөргөхийн тулд хүйтэн үүсгэдэг процессорыг ашигладаг. Ажлын хэсэг жигд хөргөж, тодорхой хугацаанд тасалгаанд үлддэг. Үүний дараа үүнийг гаргаж аваад тасалгааны температурт өөрөө халаана.
Химийн дулааны боловсруулалт
Өөр нэг төрлийн дулааны боловсруулалт нь ажлын хэсгийг халааж, янз бүрийн химийн элементүүдэд өртдөг. Ажлын хэсгийн гадаргууг цэвэрлэж, химийн нэгдлээр бүрсэн байна. Энэ процессыг хатууруулахаас өмнө хийдэг.
Мастер нь бүтээгдэхүүний гадаргууг азотоор дүүргэж болно. Үүнийг хийхийн тулд тэдгээрийг 650 градус хүртэл халаана. Халаах үед ажлын хэсэг нь криоген уур амьсгалд байх ёстой.
Төмөр бус хайлшийг дулааны боловсруулалт
Металлын дулааны боловсруулалтын танилцуулсан төрлүүд нь янз бүрийн төрлийн хайлш, өнгөт металлуудад тохиромжгүй байдаг. Жишээлбэл, зэстэй ажиллахдаа дахин талстжуулалтын эмчилгээ хийдэг. Хүрэл нь 550 градус хүртэл халдаг. Тэд 200 градусын халуунд гуультай ажилладаг. Хөнгөн цагааныг эхлээд хатууруулж, дараа нь зөөлрүүлж, хөгшрүүлдэг.
Металлын дулааны боловсруулалтыг үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, автомашин, нисэх онгоц, усан онгоц болон бусад тоног төхөөрөмжийн бүтэц, эд ангиудыг үйлдвэрлэх, цаашид ашиглахад зайлшгүй шаардлагатай процесс гэж үздэг. Материал нь илүү бат бөх, бат бөх, зэврэлтэнд тэсвэртэй болдог. Технологийн процессын сонголт нь ашигласан металл эсвэл хайлшаас хамаарна.