Ақ шойын: қасиеттері, қолданылуы, құрылымы және ерекшеліктері

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

Алғашқыда шойын құю технологиясы алғаш рет 10 ғасырда Қытайда игеріліп, одан кейін әлемнің басқа елдерінде де кең тарады. Шойынның негізін көміртегі және басқа компоненттері бар темір қорытпасы құрайды. Ерекше ерекшелігі - шойынның құрамында басқа металдарда кездеспейтін цементит түріндегі 2% -дан астам көміртегі бар. Бұл қорытпаның көрнекті өкілі машина жасауда бөлшектер жасау үшін, өнеркәсіпте және күнделікті өмірде қолданылатын ақ шойын болып табылады.

Сыртқы түрі

Қорытпаның үзілген жерінде ақ түсі және өзіне тән металл жылтырлығы бар. Ақ шойынның құрылымы ұсақ түйіршікті.

Сипаттар

Басқа металдармен салыстырғанда темір-көміртекті қорытпа келесі сипаттамалар мен қасиеттерге ие:

• жоғары сынғыштық;
• қаттылықты арттыру;
• жоғары кедергі;
• төмен құю қасиеттері;
• төмен өңдеу мүмкіндігі;
• жылуға төзімділігі жақсы;
• үлкен шөгу (2%-ға дейін) және қалыпты толтыру нашар;
• төмен соққыға төзімділік;
• тозуға төзімділігі жоғары.

Металл массасы тұз немесе азот қышқылында коррозияға төзімділігі жоғары. Егер құрылымда бос карбидтер болса, онда шойын күкірт қышқылына салынғанда коррозия пайда болады.

Құрамында көміртегінің аз пайызы бар ақ шойындар жоғары температураға төзімді қорытпалар болып саналады. Жоғары температура әсерінен пайда болатын механикалық беріктік пен қаттылықтың жоғарылауының арқасында құймалардағы жарықтардың пайда болуы барынша азайтылады.

Композиция

Темір-көміртекті қорытпасы болаттан арзанырақ болып саналады. Ақ шойынның құрамында темір мен көміртек бар, олар химиялық байланысқан күйде болады. Темірдің қатты ерітіндісінде болмайтын артық көміртек аралас күйде темір карбидтері (цементит), ал легирленген шойындар арнайы карбидтер түрінде болады.

Көрулер

Ақ шойынның құрамындағы көміртегінің мөлшеріне байланысты ол келесі түрлерге бөлінеді:

1. Hyotectic 2,14% -дан 4,3% дейін көміртекті сақтайды және толық салқындағаннан кейін перлит, қайталама цементит және ледебурит құрылымына ие болады.
2. Эвтектиканың құрамында 4,3% көміртек бар және перлиттің қара түйіршіктері бар ашық фон цементит түріндегі құрылымы бар.
3. Hyotectic құрамында 4,3%-дан 6,67%-ға дейін көміртегі бар.

Қолданба

Жоғарыда аталған қасиеттерге негізделген,ақ шойынды термиялық және механикалық өңдеуді тәжірибеден өткізудің мағынасы жоқ деген қорытынды жасауға болады. Қорытпа өзінің негізгі қолданылуын тек құйма түрінде тапты. Демек, ақ шойын барлық құю шарттары орындалғанда ғана ең жақсы қасиеттерге ие болады. Бұл өңдеу әдісі бетінің қаттылығы жоғары болуы тиіс массивтік өнімдерді шығару қажет болған жағдайда белсенді қолданылады.

Сонымен қатар, ақ шойын күйдіріледі, нәтижесінде соғылғыш шойындар пайда болады, олар жұқа қабырғалы құймалар жасау үшін пайдаланылады, мысалы:

• көлік бөлшектері;
• ауыл шаруашылығы өнімдері;
• тракторларға, комбайндарға және т.б. бөлшектер.

Қорытпа сонымен қатар қырлы немесе тегіс беттері бар табақтар жасау үшін қолданылады, сонымен қатар болат пен сұр темір өндірісінде белсенді қолданылады.

Ауыл шаруашылығында ақ шойынның құрылымдық металл ретінде қолданылуы біршама шектеулі. Көбінесе темір-көміртекті қорытпа гидравликалық машиналарға, құм төгетін машиналарға және абразивті тозу жоғарылаған жағдайда жұмыс істей алатын басқа механизмдерге арналған бөлшектерді жасау үшін қолданылады.

салқындатылған шойындар

Бұл қорытпа ақ шойынның бір түрі болып саналады. Темір-көміртекті қорытпаның бетін жылдам салқындату арқылы 12-30 мм салқындауға қол жеткізуге болады. Материалдық құрылымы: беткі бөлігі өзегі ақ, сұр шойыннан жасалған. Дөңгелектер, диірмендерге арналған шарлар, илемдеу орамдары осындай материалдан жасалған, олар орнатылғанқаңылтырды өңдеуге арналған машиналар.

Қорытпаның легирленген элементтері

Ақ шойынның құрамына қосылатын арнайы енгізілген легирленген заттар тозуға төзімділік пен беріктік, коррозияға төзімділік пен ыстыққа төзімділік бере алады. Қосылған заттардың мөлшеріне байланысты шойынның бұл түрлері бөлінеді:

• төмен легирленген қорытпа (2,5%-ға дейін көмекші заттар);
• орта легірленген (2,5%-дан 10%-ға дейін);
• жоғары легірленген (10%-дан астам).

Қорытпаға легирленген элементтерді қосуға болады:

• chrome;
• күкірт;
• никель;
• мыс;
• молибден;
• титан;
• ванадий,
• кремний;
• алюминий;
• марганец.

Легирленген ақ шойынның қасиеттері жақсарды және көбінесе турбиналарды, қалақтарды, диірмендерді, цемент пен кәдімгі пештерге арналған бөлшектерді, сорғы машиналарының қалақтарын және т.б. құю үшін қолданылады. Темір-көміртекті қорытпа екі пеште өңделеді, бұл материалды белгілі бір химиялық құрамға келтіруге болады:

• күмбезде;
• электр пештерінде.

Ақ шойыннан жасалған құймалар қажетті өлшемдерді тұрақтандыру және ішкі кернеуді жеңілдету үшін пештерде күйдіріледі. Жасыту температурасы 850 градусқа дейін көтерілуі мүмкін. Жылыту және салқындату процесі баяу орындалуы керек.

Қоспалары бар ақ шойынның таңбалануы немесе белгіленуіH әрпінен басталады. Қандай легирлеуші элементтер қорытпаның құрамына сәйкес келетінін таңбалаудың келесі әріптері арқылы анықтауға болады. Атауда ақ шойынға сәйкес келетін қосымша заттардың пайызын көрсететін сандар болуы мүмкін. Егер таңбада Ш белгісі болса, бұл қорытпаның құрылымында сфералық графит бар екенін білдіреді.

Қалыту түрлері

Өнеркәсіпте ақ шойын түзу үшін қорытпаны жылдам суыту қолданылады. Бүгінгі күні көміртекті қорытпаларды жасытудың келесі негізгі түрлері белсенді қолданылады:

• жұмсартатын жасыту негізінен шойын құрамындағы ферритті арттыру үшін қолданылады;
• ішкі кернеулерді жеңілдету және фазалық өзгерістерді азайту үшін күйдіру;
• графиттендіретін жасыту, нәтижесінде соғылғыш шойын;
• 850-960 градус температурада қалыпқа келтіру, нәтижесінде графит пен перлит, сонымен қатар тозуға төзімділік пен беріктік артады.

Қосымша ақпарат

Бүгінгі күнге дейін көміртегі қорытпасының тозуға төзімділігі мен қаттылығы арасында тікелей байланыс жоқ екені дәлелденді. Тек құрылымның, атап айтқанда карбидтер мен фосфидтердің қалыпты тор түрінде немесе біркелкі қосындылар түрінде орналасуының арқасында тозуға төзімділіктің жоғарылауына қол жеткізіледі.

Ақ шойынның беріктігіне көміртегінің мөлшері көбірек әсер етеді, ал қаттылық карбидтерге байланысты. Ең үлкен беріктік пен қаттылық - бұл шойындармартенситтік құрылымы бар.