סגסוגות עמיד בחום. פלדות וסגסוגות מיוחדות. ייצור ושימוש סגסוגות חום עמיד

בתעשייה המודרנית לא ניתן לדמיין ללא חומר כגון פלדה. עם זאת, אנו נתקלים כמעט כל צעד ושעל. עד כניסתה לתוך המבנה שלה יסודות כימיים שונים יכולים לשפר באופן משמעותי את התכונות המכאניות וביצועים.

מהו פלדה

פלדה בשם סגסוגת המורכבת פחמן וברזל. כמו כן, כזה סגסוגת (צילום מסולק להלן) עשוי להיות יסודות כימיים טומאה אחרים.

כמה מדינות מבניות ברורות. אם תוכן הפחמן הוא בתוך 0,025-0,8%, הנתונים נקראים פרו-eutectoid פלדה יש פרלייט ו פרית המבנה שלהם. אם הפלדה hypereutectoid, אפשר לצפות פרליטית ואת השלב cementite. תכונה של המבנה פרית הוא משיכות גדולות. Cementite גם יש קשיות ניכרות. פרלייט יוצר הן של השלב הקודם. זה יכול להיות בעל צורה פרטנית (על ידי הכללת גרגרי פרית מסודר cementite אשר יש צורה עגולה) וצלחת (שני השלבים יש בצורת צלחות). אם הפלדה מחוממת מעל הטמפרטורה שבה הפולימורפים להתרחש, אז שינויים במבנה כדי austenite. יש שלב זה יש משייכות גבוהות. אם התוכן הפחמן עולה 2.14%, חומרים סגסוגות כגון נקראים ברזל.

סוגים של פלדה

בהתאם להרכב של פלדה עשוי להיות פלדה סגסוגת פחמן. פחמן תוכן פחות מ 0.25% המאפיין את הפלדה דלת פחמן. אם הסכום מגיע 0.55%, ואז נוכל לדבר על-סגסוגת הבינונית. פלדה, אשר יש בהרכבו יותר 0.6% פחמן, המכונית-חמצן גבוה. אם כי מופק כמו היתוך, הטכנולוגיה כרוכה כניסתה של יסודות כימיים ספציפיים, סגסוגת פלדה זה נקרא. המבוא של הרכיבים השונים משתנה תכונותיו משמעותיות. אם הסכום שלהם הוא פחות מ 4%, הסגסוגת הנמוכה מסגסוגת. Srednelegirovannoj ו פלדה סגסוגת גבוהה יש בהתאמה ל 11% ויותר מ 12% זיהומים. תלוי איפה בתחום סגסוגות פלדה המשמשים הוא מקצה סוגים כאלה: אינסטרומנטלי, פלדות מבניות ומיוחדות וסגסוגות.

טכנולוגיית הייצור

תהליך פלדת החלטות הוא די זמן רב. הוא כולל מספר שלבים. קודם כל, אתה צריך חומרי גלם - עפרות ברזל. השלב הראשון כולל חימום לטמפרטורה מסוימת. כשזה קורה תהליכי חמצון. בשלב שני הטמפרטורה הופכת הרבה יותר גבוהה. תהליכי חמצון פחמן הם יותר אינטנסיביים. העשרת חמצן נוספת אפשרית של סגסוגת. זיהומים רצויים יוסרו עד הסיגים. השלב הבא מופנה הסרת חמצן הפלדה משום שהיא מפחיתה באופן משמעותי את התכונות המכאניות. דיפוזיה זה יכול להתבצע או מזרז השיטה. אם תהליך deoxidation אינו מתרחש, שהתקבל נקרא רותחי פלדה. סגסוגת שקטה אינו פולטות גזים, חמצן נמחקה לחלוטין. בין לבין הם חצי נהרג פלדה. הפקה של סגסוגות ברזל מתרחשת האח, תנורי אינדוקציה, תנור חמצן בסיסי.

תתווך של פלדה

כדי להשיג תכונות מסוימות של הפלדה, הרכב שלה מנוהל dopants מיוחד. היתרונות העיקריים של תערובת כזאת משתפרים התנגדות דפורמציות שונות, רכיבים אמינים מגדילות חברים מבניים אחרים באופן משמעותי. מרווה מפחיתה את אחוז סדקים ופגמים אחרים. לעתים קרובות, כגון שיטת הרוויה בשימוש אלמנטים שונים כדי להקנות עמידות בפני קורוזיה כימית. אבל יש כמה חסרונות. הם דורשים עיבוד נוסף, סבירות גבוהה להתרחשות של קמטוטים. בנוסף, היא מגדילה את עלות החומר. אלמנטים נתוך השכיחים ביותר - כרום, ניקל, טונגסטן, מוליבדן וקובלט. בתחום היישום שלהם הוא גבוה למדי. הנדסה זה, וייצור החלקים של צינורות, תחנות כוח, מטוסים ועוד.

הקונספט של עמידות בחום ועמידות בחום

ההתנגדות החומה הארוכה נועדה היכולת של המתכת או סגסוגת כדי לשמור על כל מאפייניו כאשר הפועלים בטמפרטורות גבוהות. בסביבה כזו הוא נצפה לעיתים קרובות קורוזיה גז. לכן, החומר חייב להחזיק התנגדות לפעולה שלה, כי היא להיות עמיד בחום. לפיכך, את המאפיינים של סגסוגות משמשים טמפרטורה גדולה צריך לכלול שני המושגים האלה. רק אם פלדות כאלה לספק את חיי השירות הנדרשים עבור חלקים, כלים ואלמנטים מבניים אחרים.

תכונות פלדה ועמיד בפני חום

במקרים שבהם הטמפרטורה מגיעה לערכים גבוהים, זה מחייב שימוש סגסוגות אשר לא יקרוס להתנגד לעיוותים. במקרה זה, סגסוגות ועמיד בפני חום. טמפרטורת ההפעלה עבור חומרים כאלה - מעל 500 ° C. נקודה חשובה באפיון פלדה דומה גבול סיבולת גבוהה, גמישות, אשר נשמרה במשך זמן רב, כמו גם את ההתנגדות וההרפיה. ישנם מספר המרכיבים מסוגלים להגדיל באופן משמעותי את העמידות בטמפרטורות גבוהות: קובלט, טונגסטן, מוליבדן. וזה מרכיב חובה כרום. הוא לא כל כך הרבה להשפיע על החוזק, זה מגביר את עמידות קנה מידה. Chrome גם מונע תהליכי קורוזיה. מאפיין נוסף חשוב של סגסוגות מסוג זה - זחילה איטית.

סיווג חום פלדות עמידות המבנה

חום עמידים סגסוגות חום עמידים הם מהשורה ferritic, martensitic, austenitic ו feritno מבנה martensitic. הראשון מורכב על 30% כרום. לאחר טיפול מיוחד הופך מבנה תבואה בסדר. אם טמפרטורת החימום עולה 850ºS, עולה תבואה, וחומרים עמידים בחום כזה להיות פריך. ציוני Martensitic המאופיינים תוכן כרום של מ 4% ל 12%. ניקל גם עשוי להיות נוכח כמויות קטין, טונגסטן ואלמנטים אחרים. מהם לייצר חלקים של טורבינות, שסתום הרכב. פלדות אשר יש במבנה שלה מרטנזיט ו פרית, מתאימים לניתוח בטמפרטורות גבוהות מתמיד ותפעול לטווח ארוך. תוכן הכרום מגיע 14%. Austenite מתקבל על ידי החדרת חום סגסוגות ניקל עמידה. פלדה עם מבנה דומה יש מותגים רבים.

סגסוגות ניקל מבוססים

ניקל יש מספר תכונות שימושיות. יש לו השפעה חיובית על machinability של הפלדה (שניהם החמה וקרה). אם הפריט או הכלי שנועד לעבוד בסביבות קשות, הסימום של אלמנט זה מגביר באופן משמעותי ועמידות בפני קורוזיה. עמיד בחום חומרי בסיס ניקל מופרדים לקבוצות הבאות: חום עמיד בחום עמיד עצמו. זה האחרון אמור להיות גם מאפיינים עמידים בחום מינימלי. הפעלה בטמפרטורות להגיע 1200 ° C. בנוסף מנוהל כרום או טיטניום. אופייני, פלדה alloyed עם ניקל, יש כמות קטנה של זיהומים כגון בריום, מגנזיום, בורון, ולכן, גבולות תבואה יותר מחוזקים. Superalloys מסוג זה זמין בצורה של זייף, התגלגל. זהו גם פרטים גאים אפשריים. האזור העיקרי של יישום - אלמנטי ייצור של טורבינות גז. עמיד בחום סגסוגות בסיס ניקל יש קומפוזיציה ועד כרום 30%. הם די טובים ביול, ריתוך. בנוסף, התנגדות קנה המידה היא גבוהה. זה מאפשר להשתמש בהם במערכת הולכת הגז.

פלדת התנגדות חומה, סגסוגת טיטניום

טיטניום הוא הציג כמות קטנה (0.3%). במקרה זה מגביר את עוצמת סגסוגת. אם התוכן שלה הוא גבוה באופן משמעותי, כמה להתדרדר תכונות מכאניות (קשיות, חוזק). אבל הפלסטיות של הגידול. זה מאפשר את העיבוד של פלדה. כאשר מנוהל טיטניום יחד עם רכיבים אחרים יכול לשפר באופן משמעותי מאפיינים בטמפרטורה גבוהה. אם יש הצורך לעבוד בסביבה עוינת (במיוחד במקרה כאשר הבנייה כרוכה ריתוך), האלמנט יתווך היא מוצדק נתונים כימיים.

סגסוגות קובלט

כמות גדולה של קובלט (עד 80%) משמשת להפקת חומרים כגון superalloys וסגסוגות העמידות החומות, שכן הוא משמש לעתים רחוקות בצורתה הטהורה. הממשל שלה משפר גמישות, כמו גם התנגדות בטמפרטורות גבוהות. וכך משתפר זה, ככל שהסכום של קובלט המאוגדת סגסוגת. בחלק חותם תוך מגיעים 30%. עוד מאפיין של פלדות אלה - שיפור של תכונות מגנטיות. עם זאת, בשל העלות הגבוהה של קובלט, השימוש בו מוגבל למדי.

ההשפעה של מוליבדן על superalloys

יסוד כימי פעיל משפיע באופן משמעותי את כוחו של החומר בטמפרטורות גבוהות. יעיל במיוחד הוא השימוש בו יחד עם גורמים אחרים. זה מגדיל משמעותי את הקשיות של פלדה (כבר בכל תוכן של 0.3%). חוזק מתיחה מגביר גם. תכונה חיובית נוספת שיש superalloys המסומם מוליבדן - מידה רבה יותר של התנגדות לתהליכים חמצוני. מוליבדן תורם עידון תבואה. החיסרון הוא הקושי של ריתוך.

פלדות וסגסוגות מיוחדות אחרות

כדי לבצע משימות מסוימות דורשות חומרים בעלי תכונות מסוימות. לכן, אנחנו יכולים לדבר על שימוש סגסוגות מיוחדות, אשר יכול להיות גם alloyed ופחמן. הסט האחרון של תכונות הנדרשות מושג כי הייצור של סגסוגות והעיבוד שלהם הוא של טכנולוגיה מיוחדת. עוד סגסוגות פלדות מיוחדות מחולקות מבניות ואינסטרומנטלית. בין הבעיות העיקריות עבור סוג זה של חומרים הם הבאים: התנגדות קורוזיה ובלאי תהליכים, יכולת עבודה בסביבה עוינת, הגדילה מאפיינים מכניים. בקטגוריה זו היא פלדה וסגסוגות עמידה חומים עם טמפרטורת עבודה גבוהה פלדת קריוגני אשר יכול לעמוד עד -296ºS.

להיות אינסטרומנטלי

לייצור כלים המשמשים בייצור של פלדת כלי מיוחדת. בשל העובדה כי תנאי העבודה של חומרים שונים גם ייבחרו בנפרד. מאז המכשירים הם די דרישות גבוהות, ואת המאפיינים של סגסוגות לייצור שלהם על פי צורך: הם חייבים להיות חופשיים מן הטומאות חיצוניות, תכלילים של תהליך deoxidation היטב בצעו, ומבנה הומוגנית. עבור מכשירי מדידה חשוב יש ביצועים יציבים התבלות. אם כבר מדבר על כלי חיתוך, כי הם פועלים בטמפרטורות גבוהות (חימום קצה מתרחש), חיכוך ואת עיוות קבוע. לכן, עבורם זה מאוד חשוב לשמור על הקשיות הראשית כאשר מחומם. סוג נוסף של פלדה הכלי - מהירות גבוהה. בעיקרון, זה, בשילוב עם טונגסטן. קשיות נשמרו בטמפרטורה של כ 600 מעלות צלסיוס ישנם גם למות פלדות. הם מיועדים הוא עיוות חמה וקרה.

סגסוגות היקף למטרה מיוחדת

התעשיות המשתמשות סגסוגות עם מאפיינים מיוחדים שנקבעו. בגלל האיכות המעולה שלה, שהם חיוניים בתעשיית ההנדסה, הבנייה, הנפט. סגסוגות חום עמידים עמידים בחום משמשים לייצור רכיבים של טורבינות, חלקים למכוניות. פלדות אשר יש תכונות גבוהות אל חלודה, הן הכרחיות לייצור צינורות, מאיידי מחטים, דיסקים, מרכיבים שונים של התעשייה הכימית. הפסים לרכבת, דליים, תחבורה קטרפילר - הבסיס לכל זה הם פלדות ללבוש עמידים. בייצור המוני של ברגים, ברגי פריטים דומים המשמשים סגסוגות אוטומט. המעיינות חייבות להיות מספיק אלסטי ועמידות. לכן, החומר עבורם הוא פלדה באביב. על מנת לשפר את איכות זה, בשילוב עם עוד כרום, מוליבדן. כל סגסוגות פלדות מיוחדות עם סט של מאפיינים ספציפיים יכולים להפחית את עלות החלקים שבהם השתמשו בעבר מתכות אל ברזליות.