Poʻlatni issiqlik bilan ishlov berish uning tuzilishi va xossalariga taʼsir qiluvchi eng kuchli mexanizmdir. Bu harorat o'yiniga qarab kristall panjaralarning modifikatsiyasiga asoslangan. Ferrit, pearlit, sementit va ostenit turli sharoitlarda temir-uglerod qotishmasida bo'lishi mumkin. Ikkinchisi po'latdagi barcha termal o'zgarishlarda katta rol o'ynaydi.
Tanrif
Poʻlat temir va uglerod qotishmasi boʻlib, unda uglerod miqdori nazariy jihatdan 2,14% gacha, lekin texnologik jihatdan qoʻllanilishi mumkin boʻlgan miqdorda uni 1,3% dan koʻp boʻlmagan miqdorda oʻz ichiga oladi. Shunga ko'ra, unda tashqi ta'sirlar ta'sirida hosil bo'lgan barcha tuzilmalar ham qotishmalarning navlari hisoblanadi.
Nazariya ularning mavjudligini 4 ta variantda taqdim etadi: penetratsion qattiq eritma, istisnoli qattiq eritma, donalarning mexanik aralashmasi yoki kimyoviy birikma.
Ostenit - bu g deb ataladigan temirning yuz markazli kubik kristall panjarasiga uglerod atomining kirib borishining qattiq eritmasi. Temirning g-panjasining bo'shlig'iga uglerod atomi kiritiladi. Uning o'lchamlari Fe atomlari orasidagi mos keladigan teshiklardan oshib ketadi, bu ularning asosiy strukturaning "devorlari" orqali cheklangan o'tishini tushuntiradi. Jarayonlarda shakllangan727˚S dan yuqori issiqlik bilan ferrit va perlitning harorat o'zgarishi.
Temir-uglerod qotishmalari jadvali
Eksperimental tarzda qurilgan temir-sementit holati diagrammasi deb ataladigan grafik po'lat va quyma temirdagi transformatsiyalarning barcha mumkin bo'lgan variantlarini aniq namoyish etadi. Qotishmadagi uglerodning ma'lum miqdori uchun o'ziga xos harorat qiymatlari isitish yoki sovutish jarayonida muhim tarkibiy o'zgarishlar sodir bo'ladigan tanqidiy nuqtalarni hosil qiladi, ular ham tanqidiy chiziqlarni hosil qiladi.
Ac3 va Acm nuqtalarini o'z ichiga olgan GSE chizig'i issiqlik darajasi oshishi bilan uglerodning eruvchanligi darajasini ifodalaydi.
| Ostenitdagi uglerodning haroratga nisbatan eruvchanligi jadvali | |||||
| Harorat, ˚C | 900 | 850 | 727 | 900 | 1147 |
| C ning ostenitdagi taxminiy eruvchanligi, % | 0, 2 | 0, 5 | 0, 8 | 1, 3 | 2, 14 |
Ta'limning xususiyatlari
Ostenit - poʻlat qizdirilganda hosil boʻladigan struktura. Kritik haroratga yetganda, perlit va ferrit integral moddani hosil qiladi.
Isitish imkoniyatlari:
- Yagona, kerakli qiymatga yetguncha, qisqa ekspozitsiya,sovutish. Qotishma xususiyatlariga ko'ra, ostenit to'liq yoki qisman hosil bo'lishi mumkin.
- Sof ostenitni olish uchun haroratning sekin oshishi, issiqlikning erishilgan darajasini uzoq vaqt ushlab turish.
Olingan qizdirilgan materialning, shuningdek, sovutish natijasida yuzaga keladigan xususiyatlar. Ko'p narsa erishilgan issiqlik darajasiga bog'liq. Haddan tashqari qizib ketish yoki qizib ketishning oldini olish muhim.
Mikrotuzilma va xossalari
Temir-uglerodli qotishmalarga xos boʻlgan fazalarning har biri oʻziga xos panjaralar va donalarning tuzilishiga ega. Ostenitning tuzilishi qatlamli bo'lib, shakli ham o'tkir, ham maydalangan shaklga ega. Uglerodning g-temirda toʻliq erishi bilan donalar toʻq sementit qoʻshimchalarisiz ochiq shaklga ega boʻladi.
Qattiqligi 170-220 HB. Issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi ferritnikiga qaraganda ancha past. Magnit xususiyatlari yo'q.
Sovutish variantlari va uning tezligi "sovuq" holatning turli modifikatsiyalari: martensit, beynit, troostit, sorbit, perlit shakllanishiga olib keladi. Ular oʻxshash oʻsimtasimon tuzilishga ega, lekin zarrachalar tarqalishi, don oʻlchami va sementit zarralari bilan farqlanadi.
Sovutishning ostenitga ta'siri
Ostenitning parchalanishi bir xil kritik nuqtalarda sodir bo'ladi. Uning samaradorligi quyidagi omillarga bog'liq:
- Sovutish tezligi. Uglerod inkluzyonlarining tabiatiga, donalarning shakllanishiga, yakuniy shakllanishiga ta'sir qiladimikro tuzilishi va uning xususiyatlari. Sovutish suyuqligi sifatida ishlatiladigan vositaga bog'liq.
- Parchalanish bosqichlaridan birida izotermik komponentning mavjudligi - ma'lum bir harorat darajasiga tushirilganda, ma'lum vaqt davomida barqaror issiqlik saqlanadi, shundan so'ng tez sovutish davom etadi yoki u bilan birga sodir bo'ladi. isitish moslamasi (pech).
Shunday qilib, ostenitning uzluksiz va izotermik oʻzgarishi farqlanadi.
Transformatsiyalar xarakterining xususiyatlari. Grafik
S-shaklidagi grafik, haroratning o'zgarishi darajasiga qarab vaqt oralig'ida metallning mikro tuzilishidagi o'zgarishlarning tabiatini ko'rsatadi - bu ostenitning o'zgarishi diagrammasi. Haqiqiy sovutish doimiydir. Majburiy issiqlikni saqlashning faqat ba'zi bosqichlari mumkin. Grafik izotermik sharoitlarni tasvirlaydi.
Xarakter diffuziya va diffuziya boʻlishi mumkin.
Standart issiqlik pasayish tezligida ostenit donasi diffuziya orqali o'zgaradi. Termodinamik beqarorlik zonasida atomlar o'zaro harakatlana boshlaydi. Temir panjara ichiga kirishga vaqtlari bo'lmaganlar sementit qo'shimchalarini hosil qiladi. Ularga kristallaridan ajralib chiqqan qo'shni uglerod zarralari qo'shiladi. Tsementit chirigan donalarning chegaralarida hosil bo'ladi. Tozalangan ferrit kristallari mos keladigan plitalarni hosil qiladi. Tarqalgan struktura hosil bo'ladi - donalar aralashmasi, ularning hajmi va kontsentratsiyasi sovutish tezligi va tarkibiga bog'liq.qotishma uglerod. Perlit va uning oraliq fazalari ham hosil bo'ladi: sorbit, troostit, beynit.
Haroratning sezilarli pasayish tezligida ostenitning parchalanishi diffuziya xarakteriga ega emas. Kristallarning murakkab buzilishlari yuzaga keladi, ular ichida barcha atomlar bir vaqtning o'zida o'z joylarini o'zgartirmasdan tekislikda joylashadilar. Diffuziyaning etishmasligi martensitning yadrolanishiga yordam beradi.
Qatilishning ostenitning parchalanish xususiyatlariga ta'siri. Martensit
Qattiqlashuv issiqlik bilan ishlov berishning bir turi boʻlib, uning mohiyati Ac3 va Acm kritik nuqtalaridan yuqori haroratlarda tez qizdirishdan iborat., keyin tez sovutish. Agar harorat sekundiga 200˚S dan yuqori tezlikda suv yordamida tushirilsa, u holda martensit deb ataladigan qattiq o'tkir faza hosil bo'ladi.
Bu a tipidagi kristall panjarali uglerodning temirga kirib borishining oʻta toʻyingan qattiq eritmasi. Atomlarning kuchli siljishi tufayli u buziladi va qotib qolishning sababi bo'lgan tetragonal panjara hosil qiladi. Shakllangan struktura katta hajmga ega. Natijada, tekislik bilan chegaralangan kristallar siqiladi, ignasimon plitalar tug'iladi.
Martensit kuchli va juda qattiq (700-750 HB). Faqat yuqori tezlikda o'chirish natijasida hosil bo'lgan.
Qattiqlashish. Diffuziya tuzilmalari
Ostenit - bu beynit, troostit, sorbit va perlitni sun'iy ravishda ishlab chiqarish mumkin bo'lgan qatlam. Qattiqlashuvning sovishi da sodir bo'lsapastroq tezliklar, diffuziya transformatsiyalari amalga oshiriladi, ularning mexanizmi yuqorida tavsiflangan.
Troostit - bu yuqori dispersiya darajasi bilan ajralib turadigan perlit. Issiqlik sekundiga 100˚S pasayganda hosil bo'ladi. Ferrit va sementitning katta miqdordagi mayda donalari butun tekislikda taqsimlanadi. "Qattiqlashtirilgan" sementit lamel shakli bilan tavsiflanadi va keyingi temperlash natijasida olingan troostit granüler vizualizatsiyaga ega. Qattiqlik - 600-650 HB.
Beynit oraliq faza boʻlib, u yuqori uglerodli ferrit va sementit kristallarining yanada disperslashgan aralashmasidir. Mexanik va texnologik xususiyatlar bo'yicha u martensitdan past, ammo troostitdan oshib ketadi. U diffuziya mumkin bo'lmaganda harorat diapazonlarida hosil bo'ladi va martensitga o'tish uchun kristall strukturaning siqilish va harakatlanish kuchlari etarli bo'lmaganda hosil bo'ladi.
Sorbitol - sekundiga 10˚S tezlikda sovutilganda perlit fazalarining qo'pol ignasimon xilma-xilligi. Mexanik xususiyatlar perlit va troostit o'rtasida oraliq.
Perlit ferrit va sementit donalarining birikmasidir, ular donador yoki qatlamli bo'lishi mumkin. Sovutish tezligi soniyasiga 1˚C bo'lgan ostenitning silliq parchalanishi natijasida hosil bo'lgan.
Beitit va troostit qattiqlashtiruvchi tuzilmalar bilan ko'proq bog'liq, sorbit va perlit esa, shuningdek, donlarning shakli va hajmini aniqlaydigan temperatura, tavlanish va normalizatsiya paytida ham hosil bo'lishi mumkin.
Tavlanishning ta'siriostenit parchalanish xususiyatlari
Amalda tavlanish va normallashtirishning barcha turlari ostenitning oʻzaro oʻzgarishiga asoslangan. To'liq va to'liq bo'lmagan tavlanish gipoevtekoid po'latlarga qo'llaniladi. Qismlar pechda mos ravishda Ac3 va Ac1 kritik nuqtalari ustida isitiladi. Birinchi tur to'liq transformatsiyani ta'minlaydigan uzoq vaqt ushlab turish davri mavjudligi bilan tavsiflanadi: ferrit-austenit va pearlit-austenit. Buning ortidan pechda ish qismlarini sekin sovutish kuzatiladi. Chiqishda ferrit va pearlitning nozik dispers aralashmasi olinadi, ichki stresslarsiz, plastik va bardoshli. To'liq bo'lmagan tavlanish kamroq energiya talab qiladi va faqat perlitning tuzilishini o'zgartiradi va ferritni deyarli o'zgarmaydi. Normalizatsiya haroratni pasaytirishning yuqori tezligini, shuningdek, chiqishda qo'polroq va kamroq plastik strukturani nazarda tutadi. Uglerod miqdori 0,8 dan 1,3% gacha bo'lgan po'lat qotishmalari uchun normalizatsiyaning bir qismi sifatida sovutilganda parchalanish yo'nalishi bo'yicha sodir bo'ladi: ostenit-perlit va ostenit-sementit.
Tuzilish oʻzgarishlariga asoslangan issiqlik bilan ishlov berishning yana bir turi gomogenlashdir. Bu katta qismlar uchun amal qiladi. Bu 1000-1200 ° S haroratda ostenitik qo'pol taneli holatga mutlaq erishishni va pechda 15 soatgacha ta'sir qilishni nazarda tutadi. Izotermik jarayonlar sekin sovutish bilan davom etadi, bu esa metall konstruksiyalarni tekislashga yordam beradi.
Izotermik tavlanish
Tushunishni soddalashtirish uchun metalga ta'sir qilishning sanab o'tilgan usullarining har biriostenitning izotermik o'zgarishi sifatida qaraladi. Biroq, ularning har biri faqat ma'lum bir bosqichda xarakterli xususiyatlarga ega. Haqiqatda o'zgarishlar issiqlikning doimiy pasayishi bilan sodir bo'ladi, uning tezligi natijani belgilaydi.
Ideal sharoitlarga eng yaqin usullardan biri bu izotermik tavlanishdir. Uning mohiyati, shuningdek, barcha tuzilmalar ostenitga to'liq parchalanmaguncha isitish va ushlab turishdan iborat. Sovutish bir necha bosqichda amalga oshiriladi, bu sekinroq, uzoqroq va termal jihatdan barqarorroq parchalanishga yordam beradi.
- Haroratning oʻzgaruvchan nuqtadan 100˚C pastga tez tushishi1.
- Ferrit-perlit fazalarini hosil qilish jarayonlari tugaguniga qadar erishilgan qiymatni (oʻchoqqa joylashtirish orqali) majburiy ushlab turish.
- Havoda sovutish.
Usul sovutilgan holatda qoldiq ostenit mavjudligi bilan tavsiflangan qotishma po'latlarga ham tegishli.
Uzilgan ostenit va ostenitik po'latlar
Astenit saqlanib qolganda ba'zida to'liq bo'lmagan parchalanish mumkin. Bu quyidagi holatlarda yuz berishi mumkin:
- Toʻliq parchalanish sodir boʻlmaganda juda tez soviydi. Bu beynit yoki martensitning tarkibiy qismidir.
- Yuqori uglerodli yoki past qotishma po'lat, ular uchun ostenitik dispers transformatsiyalar jarayonlari murakkab. Gomogenlash yoki izotermik tavlanish kabi maxsus issiqlik bilan ishlov berish usullarini talab qiladi.
Yuqori qotishma uchun -tasvirlangan o'zgarishlar jarayonlari mavjud emas. Po'latni nikel, marganets, xrom bilan qotishma qo'shimcha ta'sirlarni talab qilmaydigan asosiy kuchli struktura sifatida ostenitning shakllanishiga yordam beradi. Ostenitik po'latlar yuqori mustahkamlik, korroziyaga chidamliligi va issiqlikka chidamliligi, issiqlikka chidamliligi va qiyin agressiv ish sharoitlariga chidamliligi bilan ajralib turadi.
Ostenit - bu po'latni hosil bo'lmaganda yuqori haroratda qizdirish mumkin bo'lmagan va mexanik va texnologik xususiyatlarini yaxshilash uchun uni issiqlik bilan ishlov berishning deyarli barcha usullarida ishtirok etadigan strukturadir.
