Init-lumalaban alloys. Espesyal steels at alloys. Produksyon at paggamit ng init-lumalaban alloys

Modern industriya ay hindi maaaring imagined na walang isang materyal tulad ng bakal. Gamit ito, kami ay confronted na halos bawat pagliko. Sa pamamagitan ng pagpapakilala sa kaayusan nito iba't ibang mga elemento ng kemikal ay maaaring makabuluhang mapabuti ang mekanikal at pagganap properties.

Ano ang bakal

Steel tinatawag haluang metal na binubuo ng carbon at bakal. Gayundin, tulad ng isang haluang metal (photo itapon sa ibaba) ay maaaring magkaroon ng iba pang mga elemento kahalayan kemikal.

Maraming kakaibang istruktura estadong ito. Kung ang carbon nilalaman ay sa loob 0,025-0,8%, ang data na tinatawag na pro-eutectoid bakal at magkaroon sa kanilang mga istraktura perlite at ferrite. Kung hypereutectoid bakal, ito ay posible upang obserbahan ang pearlite at cementite phase. Ang isang tampok ng ferrite istraktura ay malaki kalagkitan. Cementite ay mayroon ding isang hindi kakaunti tigas. Perlite bumuo ng parehong mga nakaraang phase. Maaari itong magkaroon ng isang butil-butil na hugis (sa pamamagitan ng pagsasama ng mga butil ng ferrite ay isinaayos cementite na magkaroon ng isang pabilog na hugis) at isang plato (parehong phase ay may anyo ng mga plates). Kung ang bakal ay pinainitan sa itaas ng temperatura kung saan ang polymorphs mangyari, pagkatapos ay ang istraktura ng mga pagbabago sa austenite. Ang bahaging ito ay may isang mataas na kalagkitan. Kung ang carbon nilalaman ay lumampas 2.14%, tulad materyales at alloys ay tinatawag na bakal.

uri ng bakal

Depende sa komposisyon ng bakal ay maaaring maging carbon steel at haluang metal. Carbon nilalaman mas mababa sa 0.25% characterizes ang low-carbon bakal. Kung ang halaga ay umabot sa 0.55%, at pagkatapos ay maaari naming makipag-usap tungkol sa mga medium-haluang metal. Steel, na kung saan ay sa kanyang komposisyon higit sa 0.6% carbon, na tinatawag na high-carbon. Kung iyon ay ginawa bilang isang fusion, ang teknolohiya ay nagsasangkot sa pagpapakilala ng mga tiyak na mga elemento ng kemikal, ito haluang metal bakal na tinatawag. Ang pagpapakilala ng iba't-ibang mga bahagi ay makabuluhang pagbabago ng pagmamay-ari nito. Kung ang kanilang mga halaga ay mas mababa sa 4%, ang mga mababang-alloyed haluang metal. Srednelegirovannoj at high-haluang metal bakal ay may ayon sa pagkakabanggit sa 11% at higit sa 12% impurities. Depende sa kung saan sa larangan ng bakal alloys ay ginagamit, magtalaga ng mga ito ay tulad uri: instrumental, istruktura at mga espesyal na steels at alloys.

manufacturing technology

bakal-paggawa proseso ay lubos na oras ubos. Kabilang dito ang ilang mga yugto. Una sa lahat, kailangan mo raw na materyales - iron ore. Ang unang yugto ay binubuo ng heating sa isang tiyak na temperatura. Kapag ito ay nangyayari oxidative proseso. Sa ikalawang hakbang ang temperatura ay nagiging mas mataas. Carbon oksihenasyon proseso ay mas matinding. Posibleng karagdagang oxygen pagpayaman ng haluang metal. Hindi kanais-nais impurities ay inalis sa mag-abo. Ang susunod na hakbang ay mapupunta sa pag-alis ng oxygen mula sa bakal dahil ito makabuluhang binabawasan ang mechanical properties. maaaring natupad pagsasabog ito o precipitating paraan. Kung deoxidation proseso ay hindi mangyayari, ang mga nagresultang bakal ay tinatawag na kumukulo. Tahimik haluang metal ay hindi humalimuyak gases, oxygen ay inalis ganap. Sa pagitan ng mga semi-pumatay ng bakal. Produksyon ng mga alloys ng bakal ay nangyayari sa apuyan, induction furnaces, basic oxygen furnace.

alloying sa bakal

Upang makuha ang ilang mga katangian ng bakal, nito komposisyon ay pinamamahalaan espesyal na dopants. Ang pangunahing bentahe ng tulad ng isang haluang metal ay pinabuting pagtutol sa iba't ibang deformations, maaasahan components at iba pang mga estruktural mga kasapi ay nagdaragdag makabuluhang. Pagsusubo binabawasan ang porsyento ng mga bitak at iba pang mga depekto. Kadalasan, ang gayong paraan ng saturation ginamit iba't ibang mga elemento upang ipabatid paglaban sa kemikal kaagnasan. Ngunit may mga ilang mga drawbacks. Sila ay nangangailangan ng karagdagang processing, ang isang mataas na posibilidad ng paglitaw ng bitak hairline. Bilang karagdagan, ito ay nagdaragdag ang gastos ng mga materyales. Ang pinaka-karaniwang mga elemento alloying - kromo, nikel, Tungsten, molibdenum at kobalt. Ang kanilang mga field ng application ay lubos na mataas. Ito engineering, at produksyon ng mga detalye ng pipelines, kapangyarihan halaman, sasakyang panghimpapawid at iba pa.

Ang konsepto ng init paglaban at init pagtutol

Ang terminong init pagtutol ay sinadya ang kakayahan ng mga metal o haluang metal upang mapanatili ang lahat ng mga katangian nito kapag operating sa mataas na temperatura. Sa ganoong isang kapaligiran ng ito ay madalas na-obserbahan gas kaagnasan. Samakatuwid, ang materyal ay dapat nagtataglay ng paglaban sa kanyang pagkilos, iyon ay upang maging init-lumalaban. Kaya, ang mga katangian ng alloys ay ginagamit sa mga malalaking temperatura ay dapat isama ang parehong mga konsepto. Lamang kung ang naturang steels ay nagbibigay ng mga kinakailangang buhay serbisyo para sa mga bahagi, mga kasangkapan at iba pang mga istruktura elemento.

Mga Tampok init-lumalaban bakal

Sa mga kaso kung saan ang temperatura ay umabot sa mataas na mga halaga, ito ay nangangailangan ng paggamit ng mga alloys na kung saan ay hindi tiklupin at labanan ang pagpapapangit. Sa kasong ito, ang isang init-lumalaban alloys. Ang operating temperatura para sa naturang mga materyales - sa itaas 500 ° C. Isang mahalagang punto characterizing katulad na bakal ay isang mataas na tibay limit, plasticity, na kung saan ay pinananatili para sa isang mahabang panahon pati na rin ang relaxation ng paglaban. Mayroong isang bilang ng mga sangkap na may kakayahang makabuluhang taasan ang paglaban sa mataas na temperatura: kobalt, Tungsten, molibdenum. At sapilitan component ay chromium. Siya ay hindi kaya magkano makakaapekto sa lakas, ito ay nagdaragdag ang paglaban sa scaling. din humahadlang Chrome kaagnasan proseso. Ang isa pang mahalagang katangian ng alloys na may ganitong uri - isang mabagal na gumapang.

Pag-uuri init lumalaban steels ng istraktura

Init-lumalaban at init-lumalaban alloys ay ferritic klase, martensitic, austenitic at isang martensitic istraktura feritno. Ang unang ay binubuo ng tungkol sa 30% kromo. Pagkatapos ng espesyal na paggamot ay nagiging fine grain istraktura. Kung ang heating temperatura ay lumampas 850ºS, ang grain ay nagdaragdag, at tulad ng init-lumalaban materyales maging malutong. Martensitic grado nailalarawan sa pamamagitan ng isang kromo nilalaman ng mula sa 4% sa 12%. Nickel ring maaaring naroroon sa menor de edad na halaga, tungsten at iba pang mga elemento. Sa kanila makabuo ng mga bahagi ng turbines, valves sa sasakyan. Steels na magkaroon sa kaayusan nito ng martensite at ferrite, na angkop para sa operasyon sa pare-pareho ang mataas na temperatura at pang-matagalang operasyon. Ang kromo nilalaman ay umabot sa 14%. Austenite ay nakuha sa pamamagitan ng pagpapasok ng isang init lumalaban nikel alloys. Steel na may isang katulad na istraktura ay may maraming mga tatak.

Nikel-based alloys

Nickel ay may isang bilang ng mga kapaki-pakinabang na mga katangian. Siya ay may isang positibong epekto sa ang machinability ng bakal (parehong mainit at malamig). Kung ang item o kasangkapan na dinisenyo upang gumana sa malupit na kapaligiran, ang doping ng elementong ito makabuluhang pinatataas pagtutol sa kaagnasan. Heat-resistant nikelado-base materyales ay pinaghihiwalay sa mga sumusunod na grupo: init-lumalaban at init lumalaban mismo. Ang huli ay dapat ding magkaroon ng isang minimum na init-lumalaban katangian. Operating temperatura maabot ang 1200 ° C. Bukod pa rito pinangangasiwaan chromium o titan. Characteristically, bakal alloyed na may nickel, magkaroon ng isang maliit na halaga ng impurities tulad ng barium, magnesium, boron, samakatuwid, mas grain hangganan ay reinforced. Superalloys ng ganitong uri ay magagamit sa anyo ng mga huwad, na pinagsama. Ito rin ay posible ebb detalye. Ang pangunahing lugar ng application - manufacturing elemento ng gas turbines. Heat-resistant nikelado-base haluang metal magkaroon ng isang komposisyon at hanggang sa 30% kromo. Ang mga ito ay medyo na rin sa panlililak, hinang. Sa karagdagan, ang scaling paglaban ay mataas. Ginagawa nitong posible na gamitin ang mga ito sa sistema ng gas pipeline.

Heat lumalaban bakal, titan haluang metal

Titanium ay ipinakilala sa isang maliit na halaga (0.3%). Sa kasong ito ito ay nagdaragdag ang haluang metal lakas. Kung ang nilalaman nito ay malaki mas mataas na, ang ilang mga deteriorate mechanical properties (tigas, lakas). Ngunit ang plasticity ng pagtaas. Ito pinapadali ang pagproseso ng bakal. Kapag pinangangasiwaan titanium kasama ng iba pang mga bahagi ay maaaring makabuluhang mapabuti ang mataas na temperatura katangian. Kung may ang kailangan upang magtrabaho sa isang masungit na kapaligiran (lalo na sa kaso kapag ang konstruksiyon ay nagsasangkot welding), ang alloying sangkap chemically data ay warranted.

cobalt alloys

Ang isang malaking halaga ng kobalt (hanggang sa 80%) ay ginagamit upang makabuo ng mga materyales na gaya superalloys at init lumalaban alloys, dahil bihira ito ay ginagamit sa kanyang purong form. pangangasiwa nito nagpapabuti kalagkitan pati na rin ang paglaban ilalim ng mataas na temperatura. At ang mas mataas na ito ay, ang mas mataas ang halaga ng kobalt nakasama sa haluang metal. Sa ilang mga stamp nilalaman nito ay umabot sa 30%. Isa pang tampok na katangian ng mga steels - pagpapabuti ng magnetic properties. Gayunpaman, dahil sa ang mataas na halaga ng Cobalt, ang paggamit nito ay sa halip limitado.

Ang impluwensiya ng molibdenum sa superalloys

Aktibong sangkap kemikal makabuluhang nakakaapekto sa lakas ng materyal sa mataas na temperatura. Lalo na epektibong ay ang paggamit nito kasama ng iba pang mga elemento. Ito ay makabuluhang pinatataas ang tigas ng bakal (naka-sa isang nilalaman ng 0.3%). Makunat lakas din ay nagdaragdag. Ang isa pang positibong tampok na mayroon superalloys doped molibdenum - isang mas higit na antas ng paglaban sa oxidative proseso. Molibdenum nag-aambag sa grain refinement. Ang kawalan ay ang hirap ng hinang.

Iba pang mga espesyal na steels at alloys

Upang magsagawa ng ilang mga gawain ay nangangailangan ng mga materyales na may tiyak na mga katangian. Kaya, maaari naming makipag-usap tungkol sa paggamit ng mga espesyal na alloys, na maaaring maging parehong yari sa haluang at carbon. Ang huling hanay ng mga kinakailangang katangian ay Natamo dahil sa ang katunayan na ang paggawa ng mga alloys at ang kanilang processing ay ng mga espesyal na teknolohiya. Ang isa pang espesyal na alloys at steels ay nahahati sa structural at instrumental. Kabilang sa mga pangunahing problema para sa ganitong uri ng mga materyales ay ang mga sumusunod: pagtutol sa kaagnasan at magsuot ng mga proseso, kakayahan upang gumana sa isang masungit na kapaligiran, nadagdagan mechanical katangian. Sa kategoryang ito ay init-lumalaban bakal at alloys na may isang mataas na temperatura ng pagtatrabaho at cryogenic bakal na maaaring tumagal ng hanggang sa -296ºS.

tool bakal

Para sa paggawa ng mga kasangkapan na ginagamit sa paggawa ng mga espesyal na tool bakal. Dahil sa ang katunayan na ang mga nagtatrabaho kondisyon ng mga iba't ibang mga materyales ay din napili paisa-isa. Dahil ang mga instrumento ay sa halip mataas na mga kinakailangan, at ang mga katangian ng ang haluang metal para sa kanilang produksyon tulad ng naaangkop: dapat silang maging libre mula sa panlabas na mga impurities, inclusions ng deoxidation proseso ay isinasagawa na rin, at isang homogenous na istraktura. Para sa pagsukat ng mga instrumento ng ito ay mahalaga upang magkaroon ng matatag na pagganap at labanan wear. Nagsasalita ng pagputol mga kasangkapan, na gumana sila sa mataas na temperatura (edge heating ay nangyayari), pare-pareho ang alitan at pagpapapangit. Samakatuwid, para sa kanila ito ay napakahalaga upang panatilihin ang mga pangunahing katigasan kapag pinainit. Ang isa pang uri ng tool steel - mataas na bilis. Talaga, ito ay alloyed sa tungsten. Hardness ay pinananatili sa isang temperatura ng tungkol sa 600 ° C. Mayroon ding mamatay steels. Ang mga ito ay dinisenyo para sa parehong mainit at malamig pagpapapangit.

Saklaw espesyal na layunin alloys

Ang mga industriya na gumagamit ng alloys na may espesyal na mga katangian set. Dahil sa pagiging superior kalidad, ang mga ito ay lubhang kailangan sa engineering, konstruksiyon, petrolyo industriya. Init-lumalaban at init-lumalaban alloys ay ginagamit sa paggawa ng mga bahagi ng turbines, mga bahagi para sa mga kotse. Steels na may isang mataas na kaagnasan mga tampok, ay lubhang kailangan para sa produksyon ng pipe, carburetors needles, disk, iba't-ibang mga elemento ng industriya ng kemikal. Ang mga daang-bakal para sa mga riles ng tren, mga bucket, uod transportasyon - ang batayan para sa lahat ng ito ay wear-lumalaban steels. Sa mass produksyon ng mga bolts, screws at mga katulad na mga item na ginagamit automaton alloys. Ang bukal ay dapat na may sapat na nababanat at matibay. Samakatuwid, ang materyal para sa mga ito ay spring bakal. Upang mapabuti ang kalidad ng ito ay karagdagang alloyed sa kromo, molibdenum. Ang lahat ng espesyal na alloys at steels na may isang hanay ng mga tiyak na mga katangian ay maaaring mabawasan ang gastos ng mga bahagi na kung saan ang gumamit noon ng non-ferrous riles.