ფოლადის შედუღება: კლასიფიკაცია. ფოლადების შედუღების ჯგუფები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-02 13:57

ფოლადი არის ძირითადი სტრუქტურული მასალა. ეს არის რკინა-ნახშირბადის შენადნობი, რომელიც შეიცავს სხვადასხვა მინარევებს. მის შემადგენლობაში შემავალი ყველა კომპონენტი გავლენას ახდენს ინგოტის თვისებებზე. ლითონების ერთ-ერთი ტექნოლოგიური მახასიათებელია მაღალი ხარისხის შედუღებული სახსრების ფორმირების უნარი.

ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავენ ფოლადის შედუღებადობას

ფოლადის შედუღების შეფასება ხდება ძირითადი ინდიკატორის მნიშვნელობით - С_{ეკვივალენტი. ეს არის პირობითი კოეფიციენტი, რომელიც ითვალისწინებს ნახშირბადის შემცველობის და ძირითადი შენადნობი ელემენტების გავლენის ხარისხს შედუღების მახასიათებლებზე.}

შემდეგი ფაქტორები გავლენას ახდენს ფოლადების შედუღებაზე:

1. ნახშირბადის შემცველობა.
2. მავნე მინარევების არსებობა.
3. დოპინგის ხარისხი.
4. მიკროსტრუქტურის ხედი.
5. ეკოლოგიური პირობები.
6. მეტალის სისქე.

ყველაზე ინფორმაციული პარამეტრი არის ქიმიური შემადგენლობა.

ფოლადების განაწილება შედუღების ჯგუფების მიხედვით

ექვემდებარებაყველა ამ ფაქტორს, ფოლადის შედუღებადობას განსხვავებული მახასიათებლები აქვს.

ფოლადების კლასიფიკაცია შედუღების მიხედვით.

• კარგი (როდესაც С_{eq≧0, 25%): დაბალნახშირბადოვანი ფოლადის ნაწილებისთვის; არ არის დამოკიდებული პროდუქტის სისქეზე, ამინდის პირობებზე, მოსამზადებელი სამუშაოების ხელმისაწვდომობაზე.}
• დამაკმაყოფილებელი (0.25%≦С_{eq≦0.35%): არსებობს შეზღუდვები გარემო პირობებზე და შედუღებული სტრუქტურის დიამეტრზე (ჰაერის ტემპერატურა -5-მდე, სიმშვიდეში ამინდი, სისქე 20 მმ-მდე).}
• შეზღუდული (0.35%≦C_{eq≦0.45%): ხარისხიანი ნაკერის შესაქმნელად საჭიროა წინასწარ გათბობა. ხელს უწყობს "გლუვ" ავსტენიტურ გარდაქმნებს, სტაბილური სტრუქტურების წარმოქმნას (ფერიტულ-პერლიტური, ბაინიტური).}
• ცუდი (С_{eq≧0, 45%): მექანიკურად სტაბილური შედუღებული შეერთების ფორმირება შეუძლებელია ლითონის კიდეების წინასწარი ტემპერატურული მომზადების, აგრეთვე შემდგომი თერმული დამუშავების გარეშე. შედუღებული სტრუქტურის. სასურველი მიკროსტრუქტურის ფორმირებისთვის საჭიროა დამატებითი გათბობა და გლუვი გაგრილება.}

ფოლადის შედუღების ჯგუფები აადვილებს ნავიგაციას რკინა-ნახშირბადის შენადნობების კონკრეტული კლასის შედუღების ტექნოლოგიურ მახასიათებლებზე.

თერმული მკურნალობა

ფოლადების შედუღების ჯგუფისა და შესაბამისი ტექნოლოგიური მახასიათებლების მიხედვით, შედუღებული სახსრის მახასიათებლები შეიძლება დარეგულირდეს თანმიმდევრული ტემპერატურის ეფექტების გამოყენებით. არსებობს თერმული დამუშავების 4 ძირითადი მეთოდი: გამკვრივება, წრთობა,ანეილირება და ნორმალიზება.

ყველაზე გავრცელებულია ჩაქრობა და შედუღება შედუღების სიხისტისა და ერთდროული სიმტკიცისთვის, სტრესის შემსუბუქება, ბზარების პრევენცია. წრთობის ხარისხი დამოკიდებულია მასალასა და სასურველ თვისებებზე.

მიმდინარეობს ლითონის კონსტრუქციების თერმული დამუშავება მოსამზადებელი სამუშაოების დროს:

• ანილირება - ლითონის შიგნით სტრესის შესამსუბუქებლად, მისი რბილობისა და მოქნილობის უზრუნველსაყოფად;
• წინასწარი გაცხელება ტემპერატურის სხვაობის შესამცირებლად.

ტემპერატურული გავლენის რაციონალური მართვა საშუალებას იძლევა:

• მოამზადეთ ნაწილი სამუშაოდ (შეიმსუბუქეთ ყველა შიდა ძაბვა მარცვლების დაფქვით);
• შეამცირეთ ტემპერატურის განსხვავება ცივ მეტალზე;
• გააუმჯობესეთ შედუღებული ობიექტის ხარისხი მიკროსტრუქტურის თერმული კორექტირებით.

თვისებების კორექტირება ტემპერატურის სხვაობებით შეიძლება იყოს ადგილობრივი ან ზოგადი. კიდეების გათბობა ხორციელდება გაზის ან ელექტრული რკალის აღჭურვილობის გამოყენებით. სპეციალური ღუმელები გამოიყენება მთლიანი ნაწილის გასათბობად და შეუფერხებლად გასაგრილებლად.

მიკროსტრუქტურის გავლენა თვისებებზე

თერმული დამუშავების პროცესების არსი ემყარება სტრუქტურულ გარდაქმნებს ინგოტის შიგნით და მათ გავლენას გამაგრებულ ლითონზე. ასე რომ, როდესაც თბება 727 ˚C ტემპერატურაზე, ეს არის შერეული მარცვლოვანი ავსტენიტური სტრუქტურა. გაგრილების მეთოდი განსაზღვრავს ტრანსფორმაციის ვარიანტებს:

1. ღუმელის შიგნით (სიჩქარე 1˚C/წთ) - წარმოიქმნება პერლიტის სტრუქტურები სიხისტით დაახლოებით 200 HB (ბრინელის სიხისტე).
2. ჩართულიაჰაერი (10˚С/წთ) – სორბიტოლი (ფერიტ-პერლიტის მარცვლები), სიმტკიცე 300 HB.
3. ზეთი (100˚C/წთ) – ტროოსტიტი (ფერიტ-ცემენტიტის მიკროსტრუქტურა), 400 HB.
4. წყალი (1000˚C/წთ) - მარტენსიტი: მყარი (600 HB), მაგრამ მყიფე წიწვოვანი სტრუქტურა.

შედუღების სახსარს უნდა ჰქონდეს საკმარისი სიმტკიცე, სიმტკიცე, პლასტიურობის ხარისხის მაჩვენებლები, ამიტომ ნაკერის მარტენზიტული მახასიათებლები მიუღებელია. დაბალნახშირბადის შენადნობებს აქვთ ფერიტური, ფერიტ-პერლიტური, ფერიტ-აუსტენიტური სტრუქტურა. საშუალო ნახშირბადის და საშუალო შენადნობის ფოლადები - პერლიტური. ნახშირბადის მაღალი შემცველობა და მაღალი შენადნობის - მარტენზიტი ან ტროოსტიტი, რომელიც მნიშვნელოვანია ფერიტულ-აუსტენიტურ ფორმამდე მიყვანა.

რბილი ფოლადის შედუღება

ნახშირბადოვანი ფოლადების შედუღება განისაზღვრება ნახშირბადის და მინარევების რაოდენობით. მათ შეუძლიათ დაწვა, გადაიქცევა აირისებრ ფორმებად და მისცეს დაბალი ხარისხის ნაკერის ფორიანობა. გოგირდი და ფოსფორი შეიძლება იყოს კონცენტრირებული მარცვლების კიდეებზე, რაც ზრდის სტრუქტურის მყიფეობას. შედუღება ყველაზე გამარტივებულია, თუმცა ინდივიდუალურ მიდგომას მოითხოვს.

საერთო ხარისხის ნახშირბადოვანი ფოლადი იყოფა სამ ჯგუფად: A, B და C. შედუღების სამუშაოები ტარდება C ჯგუფის მეტალთან.

ფოლადის კლასის VST1 - VST4 შედუღება, GOST 380-94-ის შესაბამისად, ხასიათდება შეზღუდვებისა და დამატებითი მოთხოვნების არარსებობით. 40 მმ-მდე დიამეტრის ნაწილების შედუღება ხდება გათბობის გარეშე. შესაძლო მაჩვენებლები კლასებში: G - მანგანუმის მაღალი შემცველობა; kp, ps, cn - "დუღილი", "ნახევრად მშვიდი", "მშვიდი"შესაბამისად.

დაბალნახშირბადიანი ხარისხის ფოლადი წარმოდგენილია კლასებით ნახშირბადის მეასედის აღნიშვნით, რაც მიუთითებს დეოქსიდაციის ხარისხზე და მანგანუმის შემცველობაზე (GOST 1050-88): ფოლადი 10 (ასევე 10kp, 10ps, 10G), 15 (ასევე 15kp, 15ps, 15G), 20 (ასევე 20kp, 20ps, 20G).

ხარისხიანი შედუღების უზრუნველსაყოფად აუცილებელია შედუღების აუზის გაჯერების პროცესი C ნახშირბადით და მანგანუმით Mn.

შედუღების მეთოდები:

1. მექანიკური რკალი სპეციალური, თავდაპირველად კალცინირებული ელექტროდების გამოყენებით, დიამეტრით 2-დან 5 მმ-მდე. ტიპები: E38 (საშუალო სიმტკიცისთვის), E42, E46 (420 მპა-მდე კარგი სიმტკიცისთვის), E42A, E46A (კომპლექსური კონსტრუქციების მაღალი სიმტკიცისთვის და მათი მუშაობისთვის სპეციალურ პირობებში). შედუღება OMM-5 და UONI 13/45 წნელებით ხორციელდება პირდაპირი დენის მოქმედებით. ელექტროდებთან TsM-7, OMA-2, SM-11 მუშაობა ხორციელდება ნებისმიერი მახასიათებლის დენით.
2. გაზის შედუღება. ყველაზე ხშირად არასასურველი, მაგრამ შესაძლებელია. იგი ხორციელდება შემავსებლის მავთულის Sv-08, Sv-08A, Sv-08GA, Sv-08GS გამოყენებით. თხელი დაბალნახშირბადიანი ლითონი (d 8mm) შედუღებულია მარცხნივ, სქელი (d 8mm) - სწორი გზით. ნაკერის თვისებებში არსებული ნაკლოვანებები შეიძლება აღმოიფხვრას ნორმალიზებით ან ანეილით.

დაბალნახშირბადიანი ფოლადების შედუღება ხდება დამატებითი გათბობის გარეშე. მარტივი ფორმის დეტალებისთვის, შეზღუდვები არ არსებობს. მნიშვნელოვანია მოცულობითი და გისოსების სტრუქტურების დაცვა ქარისგან. სასურველია რთული ობიექტების შედუღება საამქროში არაუმეტეს 5˚С ტემპერატურაზე.

ამგვარად, კლასებისთვის VST1 - VST4, ფოლადი 10 - ფოლადი 20 - შედუღება კარგია, პრაქტიკულადშეზღუდვების გარეშე, რომელიც მოითხოვს შედუღების მეთოდის, ელექტროდის ტიპისა და დენის მახასიათებლების სტანდარტულ ინდივიდუალურ შერჩევას.

საშუალო და მაღალი ნახშირბადის სტრუქტურული ფოლადი

შენადნობის გაჯერება ნახშირბადით ამცირებს მის უნარს შექმნას კარგი ნაერთები. რკალის ან გაზის ალის თერმული ზემოქმედების პროცესში, გოგირდი გროვდება მარცვლების კიდეების გასწვრივ, რაც იწვევს წითელ მტვრევადობას, ფოსფორი ცივ მტვრევადობას. ყველაზე ხშირად, მანგანუმთან შენადნობი მასალებს შედუღებენ.

აქ შედის ჩვეულებრივი ხარისხის VSt4, VSt5 (GOST 380-94), მაღალი ხარისხის 25, 25G, 30, 30G, 35, 35G, 40, 45G (GOST 1050-88) სხვადასხვა მეტალურგიული წარმოების სტრუქტურული ფოლადები..

სამუშაოს არსი არის შედუღების აუზში ნახშირბადის რაოდენობის შემცირება, მასში არსებული ლითონის გაჯერება სილიკონითა და მანგანუმით და უზრუნველყოს ოპტიმალური ტექნოლოგია. ამავდროულად, მნიშვნელოვანია ნახშირბადის გადაჭარბებული დანაკარგების თავიდან აცილება, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მექანიკური თვისებების დესტაბილიზაცია.

შედუღების თავისებურებები საშუალო და მაღალი ნახშირბადოვანი ფოლადებით:

1. პირველი კიდის გათბობა 100-200˚С-მდე 150 მმ-მდე სიგანეზე. მხოლოდ კლასები Vst4 და ფოლადი 25 შედუღებულია დამატებითი გათბობის გარეშე. საშუალო ნახშირბადოვანი ფოლადებისთვის დამაკმაყოფილებელი შედუღებამდე, სრული ნორმალიზება ხორციელდება სამუშაოს დაწყებამდე. ნახშირბადის მაღალი შემცველობის ფოლადებისთვის საჭიროა წინასწარ დამუშავება.
2. რკალის შედუღება ხორციელდება დაფარული კალცინირებული ელექტროდებით, ზომით 3-დან 6 მმ-მდე (OZS-2, UONI-13/55, ANO-7), პირდაპირი დენის ქვეშ. შესაძლებელია მუშაობანაკადი ან დამცავი აირები (CO_{2, არგონი).}
3. გაზის შედუღება ტარდება კარბურაციული ალით, მარცხენა მეთოდით, წინასწარ გახურებით 200˚C ტემპერატურამდე, აცეტილენის ერთგვაროვანი დაბალი სიმძლავრის მიწოდებით.
4. ნაწილების სავალდებულო თერმული დამუშავება: გამკვრივება და წრთობა ან ცალკე წრთობა შიდა დაძაბულობის შესამცირებლად, ბზარების თავიდან ასაცილებლად, გამაგრებული მარტენზიტისა და ტროოსტიტის სტრუქტურების დარბილების მიზნით.
5. საკონტაქტო ადგილზე შედუღება შესრულებულია შეზღუდვის გარეშე.

ამგვარად, საშუალო და მაღალი ნახშირბადიანი სტრუქტურული ფოლადი შედუღება ხდება პრაქტიკულად შეზღუდვის გარეშე, მინიმუმ 5˚С გარე ტემპერატურაზე. დაბალ ტემპერატურაზე პირველადი წინასწარ გათბობა და მაღალი ხარისხის თერმული დამუშავება სავალდებულოა.

დაბალშენადნობის ფოლადების შედუღება

შენადნობის ფოლადები არის ფოლადები, რომლებიც დნობის დროს გაჯერებულია სხვადასხვა ლითონებით სასურველი თვისებების მისაღებად. თითქმის ყველა მათგანი დადებითად მოქმედებს სიმტკიცეზე და სიმტკიცეზე. ქრომი და ნიკელი სითბოს მდგრადი და უჟანგავი შენადნობების ნაწილია. ვანადიუმი და სილიციუმი იძლევა ელასტიურობას, გამოიყენება როგორც მასალა ზამბარებისა და ზამბარების დასამზადებლად. მოლიბდენი, მანგანუმი, ტიტანი ზრდის ცვეთა წინააღმდეგობას, ვოლფრამი - წითელი სიმტკიცე. ამავდროულად, დადებითად მოქმედებს ნაწილების თვისებებზე, ისინი აუარესებენ ფოლადის შედუღებას. გარდა ამისა, იზრდება გამკვრივების ხარისხი და მარტენზიტული სტრუქტურების წარმოქმნა, შიდა ძაბვები და ნაკერების გახეთქვის რისკი.

შენადნობის ფოლადების შედუღება ასევე განისაზღვრება მათიქიმიური შემადგენლობა.

დაბალშენადნობი დაბალნახშირბადოვანი ფოლადები 2GS, 14G2, 15G, 20G (GOST 4543-71), 15HSND, 16G2AF (GOST 19281-89) კარგად არის შედუღებული. სტანდარტულ პირობებში, ისინი არ საჭიროებენ დამატებით გათბობას და თერმული დამუშავებას პროცესების ბოლოს. თუმცა, გარკვეული შეზღუდვები ჯერ კიდევ არსებობს:

• დაშვებული თერმული პირობების ვიწრო დიაპაზონი.
• სამუშაო უნდა ჩატარდეს არანაკლებ -10˚С ტემპერატურაზე (დაბალი ატმოსფერული ტემპერატურის პირობებში, მაგრამ არანაკლებ -25˚С, გამოიყენეთ წინასწარ გათბობა 200˚С-მდე).

შესაძლო გზები:

• ელექტრული რკალის შედუღება პირდაპირი დენით 40-დან 50 A-მდე, ელექტროდები E55, E50A, E44A.
• ავტომატური წყალქვეშა შედუღება შემავსებლის მავთულის გამოყენებით Sv-08GA, Sv-10GA.

ფოლადის 09G2S, 10G2S1 შედუღებაც კარგია, მოთხოვნები და განხორციელების შესაძლო მეთოდები იგივეა, რაც შენადნობები 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15KhSND, 16G2AF. 09G2S, 10G2S1 შენადნობების მნიშვნელოვანი მახასიათებელია 4 სმ-მდე დიამეტრის ნაწილებისთვის კიდეების მომზადების საჭიროების არარსებობა.

საშუალო შენადნობის ფოლადების შედუღება

საშუალო შენადნობი ფოლადები 20KhGSA, 25KhGSA, 35KhGSA (GOST 4543-71) წარმოქმნის უფრო მნიშვნელოვან წინააღმდეგობას ფხვიერი ნაკერების წარმოქმნის მიმართ. ისინი მიეკუთვნებიან ჯგუფს დამაკმაყოფილებელი შედუღებით. ისინი საჭიროებენ წინასწარ გათბობას 150-200˚С ტემპერატურამდე, მრავალშრიანი შედუღების, გამკვრივება და წრთობა შედუღების დასრულების შემდეგ. ვარიანტები:

• დენი და ელექტროდის დიამეტრი ელექტრული რკალით შედუღებისასარჩეულია მკაცრად ლითონის სისქის მიხედვით, იმის გათვალისწინებით, რომ წვრილი კიდეები უფრო მკვრივდება მუშაობის დროს. ასე რომ, პროდუქტის დიამეტრით 2-3 მმ, მიმდინარე მნიშვნელობა უნდა იყოს 50-90 ა-ის ფარგლებში. 7-10 მმ კიდეების სისქით, საპირისპირო პოლარობის პირდაპირი დენი იზრდება 200 ა-მდე ელექტროდების გამოყენებით 4-6 მმ. გამოიყენება ცელულოზის ან კალციუმის ფტორიდის დამცავი საფარის მქონე წნელები (Sv-18KhGSA, Sv-18KhMA).
• დაცვით გაზის გარემოში მუშაობისას CO_{2 აუცილებელია გამოიყენოთ მავთული Sv-08G2S, Sv-10G2, Sv-10GSMT, Sv-08Kh3G2SM დიამეტრით 2 მმ-მდე.}

ამ მასალებისთვის ხშირად გამოიყენება არგონის რკალის მეთოდი ან წყალქვეშა შედუღება.

სითბოგამძლე და მაღალი სიმტკიცის ფოლადი

შედუღება თბოგამძლე რკინა-ნახშირბადის შენადნობებით 12MX, 12X1M1F, 25X2M1F, 15X5VF უნდა განხორციელდეს წინასწარ გახურებით 300-450˚С ტემპერატურამდე, საბოლოო გამკვრივებით და მაღალი წრთობით..

• ელექტრული რკალის შედუღება კასკადური გზით მრავალშრიანი ნაკერის შესაქმნელად, კალცინირებული დაფარული ელექტროდების გამოყენებით UONII 13 / 45MH, TML-3, TsL-30-63, TsL-39.
• გაზის შედუღება აცეტილენის მიწოდებით 100 დმ3/მმ შემავსებლის მასალების გამოყენებით Sv-08KhMFA, Sv-18KhMA. მილის შეერთება ხორციელდება მთელი სახსრის წინა გაზის გაცხელებით.

საშუალო შენადნობის მაღალი სიმტკიცის მასალების შედუღებისას 14Kh2GM, 14Kh2GMRB, მნიშვნელოვანია დაიცვან იგივე წესები, რაც სითბოს მდგრადი ფოლადებისთვის, გარკვეული ნიუანსების გათვალისწინებით:

• საფუძვლიანი გაწმენდაკიდეები და დამაგრების გამოყენება.
• ელექტროდის მაღალტემპერატურული ანეილირება (450˚C-მდე).
• გახურეთ 150˚C-მდე 2 სმ სისქის ნაწილებისთვის.
• ნაკერის ნელი გაგრილება.

მაღალი შენადნობის ფოლადები

აუცილებელია სპეციალური ტექნოლოგიის გამოყენება მაღალი შენადნობის ფოლადების შედუღებისას. ეს მოიცავს უჟანგავი, სითბოს მდგრადი და სითბოს მდგრადი შენადნობების უზარმაზარ ასორტიმენტს, ზოგიერთი მათგანი: 09Kh16N4B, 15Kh12VNMF, 10Kh13SYu, 08Kh17N5MZ, 08Kh18G8N2T, 03Kh16N4B. ფოლადების შედუღება (GOST 5632-72) მიეკუთვნება მე-4 ჯგუფს.

მაღალი ნახშირბადის მაღალი შენადნობის ფოლადის შედუღების მახასიათებელი:

1. აუცილებელია დენის სიძლიერის შემცირება საშუალოდ 10-20%-ით მათი დაბალი თბოგამტარობის გამო.
2. შედუღება უნდა განხორციელდეს უფსკრულით, 2მმ-მდე ზომის ელექტროდებით.
3. შეამცირეთ ფოსფორის, ტყვიის, გოგირდის, ანტიმონის შემცველობა, გაზარდეთ მოლიბდენის, ვანადიუმის, ვოლფრამის სიმრავლე სპეციალური დაფარული ღეროების გამოყენებით.
4. შედუღების შერეული მიკროსტრუქტურის ფორმირების აუცილებლობა (აუსტენიტი + ფერიტი). ეს უზრუნველყოფს დეპონირებული ლითონის ელასტიურობას და შიდა სტრესების მინიმუმამდე შემცირებას.
5. სავალდებულო კიდეების გათბობა შედუღების წინა დღეს. ტემპერატურა შეირჩევა 100-დან 300˚С-მდე დიაპაზონში, სტრუქტურების მიკროსტრუქტურის მიხედვით.
6. რკალის შედუღებისას დაფარული ელექტროდების არჩევანი განისაზღვრება მარცვლების ტიპით, თვისებებით და ნაწილების სამუშაო პირობებით: ავსტენიტური ფოლადისთვის 12X18H9: UONII 13 / NZh, OZL-7, OZL-14 Sv-06Kh19N9T-ით. საიზოლაციო,Sv-02X19H9; მარტენზიტული ფოლადისთვის 20Kh17N2: UONII 10Kh17T, AN-V-10 დაფარული Sv-08Kh17T; austenitic-ferritic ფოლადისთვის 12Kh21N5T: TsL-33 დაფარული Sv-08Kh11V2MF.
7. გაზით შედუღებისას აცეტილენის მარაგი უნდა შეესაბამებოდეს 70-75 დმ3/მმ, შემავსებლის მავთული გამოიყენება Sv-02Kh19N9T, Sv-08Kh19N10B.
8. ჩაძირული რკალი ოპერაციები შესაძლებელია NZh-8-ის გამოყენებით.

ფოლადის შედუღება შედარებითი პარამეტრია. ეს დამოკიდებულია ლითონის ქიმიურ შემადგენლობაზე, მის მიკროსტრუქტურასა და ფიზიკურ თვისებებზე. ამავდროულად, მაღალი ხარისხის სახსრების ფორმირების უნარის დარეგულირება შესაძლებელია გააზრებული ტექნოლოგიური მიდგომის, სპეციალური აღჭურვილობისა და სამუშაო პირობების დახმარებით.