Металл материалдары
Болатты легірлеуші элементтер
жүктеу/скачать 6.13 Mb.
|
| 8.5 Болатты легірлеуші элементтер
Болаттың құрылымын және қасиетін талапқа сай өзгерту үшін енгізілетін легірлеуші элементтер темірмен байланысып келесі фазалар түзеді: - қатты ерітінділер; - легірленген цементит немесе арнаулы карбидтер; - интерметалдық қосылыс. 8.5.1 Легірлеуші элементтердің темірдің полиморфты өзгеруіне әсерін тигізуі Көміртегі, азот, сутегіден басқа элементтердің бәрі темірмен байланысып, қатты ерітінді түзеді. Темірде ерігеннен кейін олар a және g-темірдің алып жатқан аудандарын өзгертеді (А3, А4 нүктелері). Легірлеуші элементтердің темірде еруі атомдарының көлеміне байланысты. Егер темірдің атомдық радиусы мен легірлеуші элементтің атомдық радиусы арасындағы айырмашылық 15% мөлшерінде болса, онда легірлеуші элементтер толық ериді. Мысалы, Сr, Ni шексіз ериді. Егер легірлеуші элементтің кристалдық торы орталық текше тор болса, онда α-темірде еріп, легірленген феррит түзеді. Мұндай элементтер Feγ ауданын қысып кішірейтеді. Олардың қатарына Cr, V, Mo, W, Ta, Nb, Zr, Ti жатады. Мұндай элементтер А3 нүктесін жоғарылатып, А4 нүктені төмен түсіреді. Мұндай қорытпалар ферритті деп аталады. Егер легірлеуші элементтің кристалдық торы беттік центрленген тор болса, онда γ-темірде еріп, легірленген аустенит түзеді. Олар Feα ауданын қысып, кішірейтеді де, А3 нүктесін төмен түсіріп, А4 нүктесін жоғары көтереді. Олардың қатарына Mn, Ni, Zn, Cu т.б. элементтер жатады (43- сурет). Мұндай қорытпалар аустенитті деп аталады. Көміртегімен әрекеттесуіне байланысты легірлеуші элементтер екі топқа бөлінеді: 1) графиттендіретін элементтер: Si, Ni, Cu, Al; 2) карбид түзетін элементтер Fe→Mn→ Cr→ Mo→ W→ Nb→ V→ Zr→ Ti. Болатта кездесетін карбидтер өздері құратын кристалдық торларға байланысты күрделі тордан тұратын бірінші топты карбидтер М3С, М23С6, М7С3, М6С және қарапайым тор құратын екінші топты карбидтер МС, М2С болып бөлінеді. Мұндағы М – карбид түзетін металдар жиынтығы. а) Mn, Ni, Cu темірмен әрекеттесуі; б) Si, Mo, W, Ti, V, Ta, Nb, Zr, Cr темірмен әрекеттесуі. 43 – сурет. Легірлеуші элементтердің темірдегі полиморфты өзгеріске әрекетінің сұлбасы. Қыздыру кезінде аустенитте бірінші топтағы карбидтер оңай ериді, екінші топтағы карбидтер мүлдем ерімейді. Карбид фазаларының қаттылығы жоғары және балқу температурасы өте жоғары. Мысалы, WC – (HB 1800); балқу температурасы 35000С, TiC- (HB 3000), балқу температурасы 32000С. а) легірлеуші элемент, % б) легірлеуші элемент, % В) легірлеуші элемент, % 44–сурет. Легірлеуші элементтердің ферриттің салыстырмалы созылуына (а), соққы тұтқырлығына (б), беріктік шегіне (в) әсері. Легірлеуші элементтер болаттың құрамындағы көміртегінің мөлшерін өзгертіп отырады. Перлиттің және аустениттің құрамындағы көміртегі мөлшерінің өзгеруіне қарай А1 нүктесі төмен түсіп немесе жоғары көтеріліп, эвтектоидты фазалық өзгеру температурасы ауысады. SE сызығы солға қарай жылжиды. Легірлеуші элементтер аустениттің ыдырауына үлкен әсерін тигізеді. Қыздыру үстінде аустенитте еріген легірлеуші компонент оның диффузиялық өзгеру қарқынын баяулатады, ыдырау қарқыны тежеледі.Суыну жылдамдығы бәсеңдеген болаттың шыңдалу тереңдігі өседі. Соның нәтижесінде легірленген ірі көлемдік конструкциялық болаттың беріктік қасиеттері жоғарылайды, күрделі формалы бұйымдарды шыңдау жеңілдейді. Диффузиялық процесті баяулатудың арқасында легірлеуші элементтер шынықтырылған болатты босату үстінде мартенситтің өзгеруін тежейді. Болаттың қаттылығы және беріктілігі сақталады. 8.5.2 Легірлеуші элементтердің тепе-теңдіктегі болаттың механикалық қасиетіне көрсетер әсері Легірлеуші элементтер болатта қатты ерітінді, карбидті фаза немесе интерметалды қосылыс ретінде орналасады. Легірлеуші элементтердің атомдары дислокациялар мен әрекеттесу үстінде темірдің аққыштық шегін т, беріктік шегін в, қаттылығын НВ көтереді. Әртүрлі легірлеуші элементтердің ферриттің беріктігіне, созымталдығына, тұтқырлығына көрсетер әсері 44- суретте көрсетілген. Әсіресе никель бағалы легірлеуші элемент екені 44-суретте айқын көрінеді, ол ферриттің пластикалық деформацияға қарсылық көрсету қабілеті мен созымталдығын қатар көтереді. Легірлеуші элементтер көбінесе ферриттің түйіршіктерін ұсақтап6 болаттың морт сыну қаупін төмендетеді. Легірлеуші элементтер болатты нығайта отырып оның кесілу, штампылану қабілетін төмендетеді, бірақ термиялық өңделудегі технологиялық қасиеттеріне пайдалы әсер береді. 9 Шойын Темір мен көміртегінің (>2,14%) қорытпасы шойын деп аталады. Шойынның құрамындағы эвтектика оның құймалы қорытпа ретінде пайдалану мүмкіншілігін тудырады. Шойындағы көміртегі цементит немесе графит түрінде орналасады немесе цементит пен графит қатарынан болады. Шойынның құрамындағы көміртегі цементит түрінде болатын шойынның сынығы ақ болып көрінгендіктен ақ шойын деп аталады, ал көміртегі графит түрінде болатын шойынның сынығы сұрғылт болып көрінгендіктен сұр шойын деп аталады. Графиттің формасына қарай шойындар сұр, соғылымды және аса берік болып ажыратылады. жүктеу/скачать 6.13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|