Қорытпа металдар: сипаттамасы, тізімі және қолдану мүмкіндіктері

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Даму жақсартумен анықталады. Өндірістік және тұрмыстық мүмкіндіктерді жақсарту прогрессивті сипаттамалары бар материалдарды пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Бұл, атап айтқанда, легирленген металдар. Олардың әртүрлілігі легирленген элементтердің сандық және сапалық құрамын түзету мүмкіндігімен анықталады.

Табиғи легирленген болат

Өзінің туыстарынан қасиеті жағынан ерекшеленетін алғашқы балқытылған темір табиғи түрде легирленген. Балқытылған тарихқа дейінгі метеорлық темірдің құрамында никельдің жоғары мөлшері болған. Ол біздің дәуірімізге дейінгі 4-5 мыңжылдықтардағы Ежелгі Египет қорымдарынан табылған. е., Делидегі Құтаб Минар сәулет ескерткіші (5 ғ.) сол жерден салынған. Жапон дамаск қылыштары молибденмен қаныққан темірден жасалған, ал Дамаск болатында қазіргі заманғы жоғары жылдамдықты кесуге тән вольфрам бар. Бұл металдар, олар үшін руда белгілі бір жерлерден өндірілген.

Қазіргі өндіріс қорытпаларында табиғи металдар жәнесипаттамалары мен қасиеттерінде көрінетін металл емес шығу тегі.

Тарихи жол

Легирлеудің дамуының негізі Еуропада 18 ғасырда болатты балқытудың тигель әдісінің негізделуімен қаланды. Қарапайым нұсқада тигельдер ежелгі уақытта, соның ішінде дамаск пен Дамаск болаттарын балқыту үшін қолданылған. 18 ғасырдың басында бұл технология өнеркәсіптік ауқымда жетілдіріліп, бастапқы материалдың құрамы мен сапасын реттеуге мүмкіндік берді.

• Бір мезгілде көбірек жаңа химиялық элементтердің ашылуы зерттеушілерді тәжірибелік балқыту эксперименттеріне итермеледі.
• Мыстың болат сапасына кері әсері анықталды.
• Құрамында 6% темір бар жез табылды.

Тәжірибе вольфрам, марганец, титан, молибден, кобальт, хром, платина, никель, алюминий және т.б. болат қорытпасына сапалық және сандық әсер ету тұрғысынан жүргізілді.

Марганецпен легирленген болаттың алғашқы өнеркәсіптік өндірісі 19 ғасырдың басында құрылды. Ол 1856 жылдан бері Бессемер балқыту процесінің бөлігі ретінде әзірленген.

Допинг ерекшеліктері

Заманауи мүмкіндіктер кез келген құрамдағы легірленген металдарды балқытуға мүмкіндік береді. Қарастырылып отырған технологияның негізгі принциптері:

1. Компоненттер, егер олар мақсатты түрде енгізілсе және әрқайсысының мазмұны 1%-дан асса ғана легирленген болып саналады.
2. Күкірт, сутегі, фосфор қоспалар болып саналады. металл емес сияқтықосындылар, бор, азот, кремний пайдаланылады, сирек - фосфор.
3. Сусымалы легірлеу – металлургиялық өндіріс шеңберінде компоненттерді балқытылған затқа енгізу. Беткей – жоғары температура әсерінен беткі қабаттың қажетті химиялық элементтермен диффузиялық қанықтыру әдісі.
4. Процесс барысында қоспалар «қызы» материалының кристалдық құрылымын өзгертеді. Олар ену немесе алып тастау шешімдерін жасай алады, сондай-ақ дәндердің механикалық қоспасын құра отырып, металл және металл емес құрылымдардың шекарасында орналастырылуы мүмкін. Бұл жерде элементтердің бір-бірімен ерігіштік дәрежесі үлкен рөл атқарады.

Легірленген компоненттер

Жалпы классификация бойынша барлық металдар қара және түсті болып бөлінеді. Қара түске темір, хром және марганец жатады. Түсті жеңіл (алюминий, магний, калий), ауыр (никель, мырыш, мыс), асыл (платина, күміс, алтын), отқа төзімді (вольфрам, молибден, ванадий, титан), жеңіл, сирек жер және радиоактивті болып бөлінеді.. Қорытпа металдарға жеңіл, ауыр, асыл және отқа төзімді түсті металдар, сондай-ақ барлық қара металдар кіреді.

Осы элементтердің қатынасына және қорытпаның негізгі массасына байланысты соңғылары төмен легирленген (3%), орташа легирленген (3-10%) және жоғары легирленген (10-нан астам) болып бөлінеді. %).

Легирленген болаттар

Технологиялық тұрғыдан процесс қиындық туғызбайды. Ассортимент өте кең. үшін негізгі мақсаттарболаттар келесідей:

• Күшті арттырыңыз.
• Термиялық өңдеу нәтижелерін жақсартыңыз.
• Корозияға төзімділікті, ыстыққа төзімділікті, ыстыққа төзімділікті, ыстыққа төзімділікті, агрессивті жұмыс жағдайларына төзімділікті, қызмет ету мерзімін арттыру.

Негізгі құрамдастарға Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, сондай-ақ түсті Al, Ni, Cu кіреді.

Хром және никель тот баспайтын болатты (X18H9T), сондай-ақ жұмыс жағдайлары жоғары температура мен соққы жүктемелерімен (15X5) сипатталатын ыстыққа төзімді болатты анықтайтын негізгі компоненттер болып табылады. 1,5%-ға дейін мойынтіректерге және үйкеліс бөліктеріне қолданылады (15HF, SHKH15SG)

Марганец тозуға төзімді болаттардың (110G13L) негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Аз мөлшерде ол фосфор мен күкірт концентрациясын төмендетіп, тотықсыздануға ықпал етеді.

Кремний мен ванадий белгілі бір мөлшерде серпімділікті арттыратын элементтер болып табылады және серіппелер мен серіппелерді (55C2, 50HFA) жасауға пайдаланылады.

Алюминий электрлік кедергісі жоғары (X13Y4) үтікке жарамды.

Вольфрамның айтарлықтай мөлшері жоғары жылдамдыққа төзімді аспаптық болаттарға тән (R9, R18K5F2). Бұл материалдан жасалған легирленген металдан жасалған бұрғы көміртекті болаттан жасалған құралға қарағанда әлдеқайда өнімді және іске қосуға төзімді.

Легирленген болаттар күнделікті қолданысқа енді. Сонымен бірге легирлеу әдістерімен де алынатын таңғажайып қасиеттері бар қорытпалар белгілі. Сонымен «ағаш болат» құрамында 1% хром баржәне ағашқа тән оның жоғары жылу өткізгіштігін анықтайтын 35% никель. Сондай-ақ алмаз құрамында 1,5% көміртек, 0,5% хром және 5% вольфрам бар, бұл оны алмазға ұқсайтын ерекше қатты деп сипаттайды.

Легирленген шойын

Шойындар болаттан айтарлықтай көміртегі мөлшерімен (2,14-тен 6,67%-ға дейін), жоғары қаттылықпен және коррозияға төзімділігімен ерекшеленеді, бірақ беріктігі төмен. Маңызды қасиеттері мен қолдану аясын кеңейту үшін ол хром, марганец, алюминий, кремний, никель, мыс, вольфрам, ванадиймен легирленген.

Бұл темір-көміртекті материалдың ерекше сипаттамаларына байланысты оны легирлеу болатқа қарағанда күрделірек процесс. Компоненттердің әрқайсысы ондағы көміртегі формаларының өзгеруіне әсер етеді. Сонымен, марганец беріктікті арттыратын «дұрыс» графиттің пайда болуына ықпал етеді. Басқаларын енгізу көміртектің бос күйге өтуіне, шойынның ағартылуына және оның механикалық қасиеттерінің төмендеуіне әкеледі.

Технология балқу температурасының төмендігімен (орта есеппен 1000 ˚C дейін) күрделі, ал легирленген элементтердің көпшілігі үшін бұл деңгейден айтарлықтай асып түседі.

Күрделі легірлеу шойындар үшін ең тиімді. Бұл ретте мұндай құймалардың бөліну ықтималдығының жоғарылауын, крекинг қаупін және құйма ақауларын ескеру қажет. Технологиялық процесті электромагниттік және индукциялық пештерде жүргізу ұтымдырақ. Міндетті дәйекті қадам - жоғары сапалы термиялық өңдеу.

Хром шойындары жоғары тозуға төзімділігімен, беріктігімен, ыстыққа төзімділігімен, қартаюға және коррозияға төзімділігімен сипатталады (CH3, CH16). Олар химия өнеркәсібінде және металлургиялық жабдықтар өндірісінде қолданылады.

Кремниймен легирленген шойындар қанағаттанарлық механикалық қасиеттерге ие болғанымен (ChS13, ChS17) жоғары коррозияға төзімділігімен және агрессивті химиялық қосылыстарға төзімділігімен ерекшеленеді. Олар химиялық жабдықтың, құбырлардың және сорғылардың бөліктерін құрайды.

Ыстыққа төзімді шойындар жоғары өнімді күрделі легірлеудің мысалы болып табылады. Олардың құрамында хром, марганец, никель сияқты қара және легирленген металдар бар. Олар коррозияға жоғары төзімділігімен, тозуға төзімділігімен және жоғары температура жағдайында жоғары жүктемелерге төзімділігімен сипатталады - турбиналар, сорғылар, қозғалтқыштар, химия өнеркәсібі жабдықтарының бөліктері (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh).

Қорытпаның құю сипаттамаларын арттыра отырып, басқа металдармен бірге қолданылатын мыс маңызды компонент болып табылады.

Қорытпа мыс

Таза түрде және негізгі және легирлеуші элементтердің арақатынасына байланысты алуан түрлілігі бар мыс қорытпаларының бір бөлігі ретінде қолданылады: жез, қола, мельхиор, нейзильбер және басқалар.

Таза жез - мырыш қосылған қорытпа - легирленген емес. Егер оның құрамында белгілі мөлшерде легірленген түсті металдар болса, ол көпкомпонентті болып саналады. Қолалар басқа металл құрамдас бөліктері бар қорытпалар,қалайы болуы мүмкін және құрамында қалайы жоқ, барлық жағдайда легирленген. Олардың сапасы Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si көмегімен жақсарады.

Мыс қосылыстарындағы кремний мөлшері олардың коррозияға төзімділігін, беріктігін және серпімділігін арттырады; қалайы және қорғасын - үйкеліске қарсы қасиеттерін және өңдеуге қабілеттілігіне қатысты оң сипаттамаларын анықтау; никель және марганец - соғылған қорытпалар деп аталатын құрамдас бөліктер, олар коррозияға төзімділікке де оң әсер етеді; темір механикалық қасиеттерді жақсартады, ал мырыш технологиялық қасиеттерді жақсартады.

Электротехникада әртүрлі сымдарды, химиялық жабдықтардың маңызды бөлшектерін жасауға арналған материалды, машина жасау мен бақылау-өлшеу аспаптарын жасауда, құбырлар мен жылу алмастырғыштарда негізгі шикізат ретінде пайдаланылады.

Алюминий қорытпасы

Соғылған немесе құйма қорытпалар ретінде пайдаланылады. Оның негізіндегі легирленген металдар мыс, марганец немесе магний бар қосылыстар (дюралюминдер және т.б.), соңғылары силуминдер деп аталатын кремниймен қосылыстар, ал олардың барлық мүмкін нұсқалары Cr, Mg, Zn, Co, Cu, Мыс оның иілгіштігін арттырады; кремний - өтімділік және жоғары сапалы құю қасиеттері; хром, марганец, магний - қысыммен және коррозияға төзімділікпен жұмыс қабілеттілігінің беріктігін, технологиялық қасиеттерін жақсартады. Сондай-ақ, B, Pb, Zr,Ти, Би.

Темір – жағымсыз компонент, бірақ ол алюминий фольга өндірісінде аз мөлшерде қолданылады. Силюминдер машина жасауда маңызды бөлшектер мен корпустарды құю үшін қолданылады. Дюралюминдер мен алюминий негізіндегі штамптау қорытпалары ұшақ өнеркәсібінде, кеме жасауда және машина жасауда жүк көтергіш құрылымдарды қоса алғанда, корпус элементтерін өндіру үшін маңызды шикізат болып табылады.

Легирленген металдар өнеркәсіптің барлық салаларында бастапқы материалмен салыстырғанда механикалық және технологиялық сипаттамалары жақсартылған металдар ретінде қолданылады. Легірлеуші элементтердің ассортименті мен заманауи технологиялардың мүмкіндіктері ғылым мен техниканың мүмкіндіктерін кеңейтетін әртүрлі модификацияларды жасауға мүмкіндік береді.