Kirish: Alloyli po'latni ta'riflash
Qotishma po'lat — temir va ugleroddan tashqari xrom, molibden, nikel, vanadiy, marganets va silitsiy kabi boshqa qotishma elementlarini maqsadli qo'shib olingan po'lat turidir. Bu elementlar nazorat qilinadigan miqdorda — odatda oddiy uglerodli po'lat uchun belgilangan chegaralardan ortiq — qo'shiladi va shu tufayli qattiqlikka chidamlilik, mustahkamlik, burilishga chidamlilik, ishqalanishga chidamlilik hamda korroziyaga chidamlilik kabi xususiyatlarni yaxshilaydi. Uglerodli po'lat umumiy sanoatda asosiy material bo'lib qolmoqda, lekin qotishma po'lat oddiy uglerodli po'lat yetishmaydigan talab qilinadigan sohalarda ishlatiladi. Maxsus darajadagi qotishma miqdori 1% dan biroz ortiqdan 50% dan ortigacha bo'lishi mumkin. Bu maqsadli qotishma strategiyasi muhandislarga materialning mikrotuzilishini va mexanik xususiyatlarini aniq ishlash talablari bilan moslashtirish imkonini beradi va shu sababli qotishma po'lat aviatsiya va kosmonavtika, energiya, avtomobilsozlik hamda og'ir mexanika sohalarida beqimmatdir.
Qotishma miqdoriga ko'ra tasniflanishi
Qotishmali po'latlar umumiy qotishma elementlari miqdoriga ko'ra uchta kategoriyaga bo'linadi. Past qotishmali po'latlar umumiy qotishma elementlari 5% dan kam bo'ladi. Bu po'latlar uglerodli po'latga nisbatan yaxshiroq mexanik xususiyatlarga ega bo'lishi va yaxshi payvandlanish hamda shakllanish qobiliyatini saqlab turishi uchun mo'ljallangan. Keng tarqalgan misollar: ASTM A572 50-darajali va 4140. O'rta qotishmali po'latlar umumiy qotishma elementlari 5% dan 10% gacha bo'ladi va yuqori mustahkamlik hamda quyish qobiliyatini ta'minlaydi. Yuqori qotishmali po'latlar umumiy qotishma elementlari 10% dan oshadi va chelakli po'latlar, asbob-po'latlar hamda maxsus issiqlikqa chidamli qotishmalar kiradi. Har bir kategoriya turli sohalarda — tuzilma detallaridan boshlab kesuvchi asboblargacha va yuqori haroratli turbina g'ildiraklarigacha qo'llaniladi.
Asosiy qotishma elementlari va ularning vazifalari
Qotishmali po'latning xususiyatlari qo'shilgan aniq elementlar va ularning o'zaro ta'siri bilan belgilanadi. Xrom quyish qobiliyatini, korroziyaga chidamlilikni va oksidlanishga chidamlilikni oshiradi; bu chelakli va issiqlikqa chidamli po'latlar uchun juda muhim. Molibden yuqori haroratda mustahkamlikni, charchashga qarshilikni va qattiklanish qobiliyatini oshiradi, shu sababli bosim idishlari va elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan po'latlarda qo'llaniladi. Nikel boshqariladigan quvvat, ta'sirga qarshilik va korroziyaga qarshilikni yaxshilaydi, ayniqsa past haroratlarda. Vanadiy donali tuzilmani noziklashtiradi va mustahkamlikni hamda qarshilikni oshiradi. Mangan qattiklanish qobiliyatini va mustahkamlikni yaxshilaydi, shuningdek, kükirt sababli qattiqlikni kamaytiradi. Kremniy mustahkamlikni va oksidlanishga qarshilikni oshiradi. Ushbu elementlarni ehtiyotkorlik bilan muvozanatlash orqali metallurglar alohida ish sharoitlari uchun mo'ljallangan qotishma po'latlarini loyihalashlari mumkin.
Keng tarqalgan qotishma po'lat darajalari va standartlari
Qotishma po'lat darajalari xalqaro standartlar — ASTM, SAE, EN va JIS tomonidan tartibga solinadi. SAE-AISI tizimi darajalarni to'rt xonali raqamlar bilan belgilaydi, bunda birinchi ikkita raqam qotishma turini, oxirgi ikkitasi esa uglerod miqdorini ko'rsatadi. Masalan, 4140xrom va molibden tutadi va taxminan 0.40% uglerodga ega. 4340yuqori mustahkamlik va qarshilik uchun nikel, xrom va molibden tutadi. 8620nikel-xrom-molibdenli qattiq qoplamali poʻlatdir. ASTM tizimi shu jumladan, plitalar va naylar kabi mahsulotlarni qamrab oladi A387 bosim idishlari va yuqori haroratli naylar uchun xrom-molibden darajalari (P11, P22, P91) va A335 yuqori haroratli naylar uchun. Yevropa standartlari quyidagilarni oʻz ichiga oladi 42CrMo4 va 25CrMo4 . Bu darajalar muhandislarga materialni qoʻllanilish sohasiga moslashtirish uchun toʻliq spektr beradi.
Mekhanikaviy xususiyatlari va ishlayishi belgilariga
Qotishmali po'latlar uglerodli po'latlarga nisbatan yuqori mexanik xususiyatlarga ega. Issiqlik ishlov berish — normalizatsiya, suvga cho'mdirish va temperlangan holda qotishmali po'latlar 700 MPa dan 1500 MPa gacha bo'lgan cho'zilish mustahkamligiga erisha oladi va yaxshi chidamlilikni saqlaydi. Qat'iylik 200 HBW dan 600 HBW gacha bo'lgan ishlatish sohalari uchun moslashtirilishi mumkin. Qotishma elementlarini qo'shish qotishmali po'latlarning quyoshlanish qobiliyatini oshiradi, bu esa qalinroq kesimlarni butunlay qotishmaga imkon beradi. Chidamlilik va siqilish mustahkamligi ham oshiriladi, shu sababli qotishmali po'latlar takroriy yuklanish va yuqori haroratda foydalanish uchun mos keladi. Biroq, ushbu afzalliklar narxini oshirish, qo'llaniladigan paytda ehtiyotkorlik bilan payvandlash talabi va uglerodli po'latlarga nisbatan kamroq mavjudlik kabi kamchiliklarga sabab bo'ladi. Ularning korroziyaga chidamliligi turli xil: faqat xrom miqdori 10,5% dan ortiq (ruxsatli po'latlar) bo'lgan qotishmali po'latlar atmosferaviy ta'sirlarga yaxshi himoya qiladi.
Qotishmali po'latlarga issiqlik ishlov berish
Qotishma po'latning to'liq imkoniyatlarini ochish uchun issiqlik ishlov berish juda muhim. Qizitish po'latni ishlov berish uchun yumshatadi. Normalizatsiya donali tuzilmani takomillashtiradi va bir xillikni yaxshilaydi. Quenching and tempering eng ko'p qo'llaniladigan issiqlik ishlov berish usulidir; u yuqori mustahkamlik va chidamlilikni muvozanatlashni ta'minlaydi. Yuzaki qattiqlov (karburizatsiya, nitratsiya) qattiq, chidamli sirt yaratadi va bir vaqtda mustahkam yadro saqlaydi. Induktsion qattiq shtamplov aniq joylarni tanlab qattiklashtiradi. Qotishma elementlari qattiklanish qobiliyatini oshiradi, shu sababli qalinroq kesimlarga ham to'liq qattiklik berish mumkin. Biroq, ular suvga cho'mirish paytida trostlanish xavfini ham oshiradi; shuning uchun sovutish tezligini nazorat qilish va mos fixturalardan foydalanish kerak. Qotishma po'latdan yasalgan qo'shilmalar uchun qo'shilgandan keyingi issiqlik ishlov berish ko'pincha kuchlanishlarni yo'qotish va xossalarni tiklash uchun talab qilinadi.
Qotishma po'latning sanoatda qo'llanilishi
Qotishma po'latlar turli sohalarda eng qiyin talablarga javob beradigan dasturlar uchun belgilangan. Masalan, elektr energiya yaratish , xrom-molibden darajalari bug' borlari, bug' boshlig'i va turbina komponentlarida ishlatiladi. neft va gaz , aloyni quvur va plastinkalar yuqori bosimli quvur tizimlari, suv olish jihozlari va konstitutsiya idishlarida ishlatiladi. avtomobil va havaro'yxat sohalari g'ildiraklar, o'qlar, krankvalflar va qo'nish jihozlari komponentlari uchun aloyni po'latlardan foydalanadi. Og'ir mashinalar ekskavator qopqoqlari, krana bo'ylari va maydalagich qismlari uchun aloyni plastinkalardan foydalanadi. Asbob va matritsa qo'llanmalar kesish, shakllantirish va shakllantirish uchun yuqori aloyni asbob po'latlaridan foydalanadi. kimyoviy qayta ishlash , aloyni po'latlar korroziyaga va yuqori haroratlarga chidamli. Har bir qo'llanma aloyni elementlar tomonidan ta'minlanadigan moslashtirilgan xususiyatlardan foydalanadi.
Karbon va zinkirli po'latlar bilan solishtirish
Karbonli po'latga nisbatan, qotishma po'lat yuqori mustahkamlik, yaxshiroq qotiriluvchanlik va yuqori yoki past haroratlarda yaxshiroq ishlash xususiyatlarini taklif etadi. Zanglamaydigan po'latga nisbatan, qotishma po'lat odatda yuqori mustahkamlik va chidamlilikni ta'minlaydi, lekin korroziyaga chidamlilikni ta'minlaydigan xromga boy passiv qatlamga ega emas. Zanglamaydigan po'latlar yuqori qotishmali po'latlarning bir qismi hisoblanadi, lekin «qotishma po'lat» atamasi odatda korroziyaga chidamlilikka nisbatan mexanik xususiyatlarga mo'ljallangan darajalarni anglatadi. Ushbu ikki tur orasidan tanlov qilish talab qilinadigan ilovada mustahkamlik, korroziyaga chidamlilik, payvandlanuvchanlik va narxning muvozanatiga bog'liq. Ko'p hollarda, yuqori mexanik ishlash xususiyatlari asosiy talab bo'lganda, qotishma po'lat eng yaxshi tanlovdir.
Xulosa: Mexanik ishlash uchun mo'ljallangan
Qotishma po'lat — eng qattiq sanoat talablariini qondirish uchun mo'ljallangan murakkab materiallar sinfidir. Qotishma elementlarini strategik qo'shish va aniq issiqlik ishlov berish orqali qotishma po'latlar ajoyib mustahkamlik, chidamlilik, yonilishga chidamlilik va yuqori haroratda ishlash xususiyatlarini ta'minlaydi. Qotishma po'latlarning tasnifi, darajalari, xususiyatlari va qo'llanilishi haqidagi bilimlar muhandislarga va ishlab chiqaruvchilarga har bir loyiha uchun eng mos materialni tanlash imkonini beradi. Sanoat sohalari ishlash samaradorligini yanada oshirishga intilayotganida qotishma po'lat ilg'or ishlab chiqarishning asosiy tayanchi bo'lib qoladi va energiya, transport, kosmonavtika hamda og'ir sanoat sohalarida innovatsiyalarga imkon beradi.
