შენადნობის ლითონები: აღწერა, სია და გამოყენების მახასიათებლები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

განვითარება იდენტიფიცირებულია გაუმჯობესებასთან. სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო შესაძლებლობების გაუმჯობესება ხორციელდება პროგრესული მახასიათებლების მქონე მასალების გამოყენებით. ეს არის, კერძოდ, შენადნობის ლითონები. მათი მრავალფეროვნება განისაზღვრება შენადნობის ელემენტების რაოდენობრივი და ხარისხობრივი შედგენილობის კორექტირების შესაძლებლობით.

ნატურალური შენადნობის ფოლადი

პირველი დნობის რკინა, რომელიც ნათესავებისგან თავისი თვისებებით განსხვავდებოდა, ბუნებრივად შენადნობი იყო. მდნარი პრეისტორიული მეტეორიული რკინა შეიცავდა ნიკელის გაზრდილ რაოდენობას. იგი ნაპოვნი იქნა ძველ ეგვიპტურ სამარხებში ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 4-5 ათასწლეულში. ე., ამავედან აშენდა დელიში კუტაბ მინარის ხუროთმოძღვრული ძეგლი (V საუკუნე). იაპონური დამასკის ხმლები მზადდებოდა მოლიბდენით გაჯერებული რკინისგან, ხოლო დამასკოს ფოლადი შეიცავდა ვოლფრამს, რაც დამახასიათებელია თანამედროვე მაღალსიჩქარიანი ჭრისთვის. ეს იყო ლითონები, რომელთა საბადო მოპოვებული იყო გარკვეული ადგილებიდან.

თანამედროვე წარმოების შენადნობები შეიძლება შეიცავდეს ბუნებრივ მეტალს დაარალითონური წარმოშობა, რაც აისახება მათ მახასიათებლებში და თვისებებში.

ისტორიული გზა

შენადნობის განვითარებას საფუძველი ჩაეყარა მე-18 საუკუნეში ევროპაში ფოლადის დნობის ჯუნგული მეთოდის დასაბუთებით. უფრო პრიმიტიული ვერსიით, ჭურჭელს იყენებდნენ ძველ დროში, მათ შორის დამასკისა და დამასკოს ფოლადის დნობისთვის. მე-18 საუკუნის დასაწყისში ეს ტექნოლოგია დაიხვეწა სამრეწველო მასშტაბით და შესაძლებელი გახდა საწყის მასალის შემადგენლობისა და ხარისხის კორექტირება.

• უფრო და უფრო ახალი ქიმიური ელემენტების ერთდროულმა აღმოჩენამ მკვლევარები აიძულა ექსპერიმენტული დნობის ექსპერიმენტებისკენ.
• დადგინდა სპილენძის უარყოფითი გავლენა ფოლადის ხარისხზე.
• აღმოჩენილია თითბერი, რომელიც შეიცავს 6% რკინას.

ვოლფრამის, მანგანუმის, ტიტანის, მოლიბდენის, კობალტის, ქრომის, პლატინის, ნიკელის, ალუმინის და სხვა.

მანგანუმთან შენადნობი ფოლადის პირველი სამრეწველო წარმოება დაარსდა მე-19 საუკუნის დასაწყისში. იგი შეიქმნა 1856 წლიდან, როგორც ბესემერის დნობის პროცესის ნაწილი.

დოპინგის თავისებურებები

თანამედროვე შესაძლებლობები შესაძლებელს ხდის ნებისმიერი შემადგენლობის შენადნობის ლითონების დნობას. განსახილველი ტექნოლოგიის ძირითადი პრინციპები:

1. კომპონენტები განიხილება შენადნობად მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ისინი შეყვანილია მიზანმიმართულად და თითოეულის შემცველობა აღემატება 1%-ს.
2. გოგირდი, წყალბადი, ფოსფორი ითვლება მინარევებად. როგორც არამეტალისგამოიყენება ჩანართები, ბორი, აზოტი, სილიციუმი, იშვიათად - ფოსფორი.
3. ნაყარი შენადნობი არის კომპონენტების შეყვანა მდნარ ნივთიერებაში მეტალურგიული წარმოების ფარგლებში. ზედაპირი არის ზედაპირული ფენის დიფუზიური გაჯერების მეთოდი საჭირო ქიმიური ელემენტებით მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ.
4. პროცესის დროს დანამატები ცვლის "ქალიშვილი" მასალის კრისტალურ სტრუქტურას. მათ შეუძლიათ შექმნან შეღწევადობის ან გამორიცხვის ხსნარები, ასევე განთავსდეს მეტალის და არალითონური სტრუქტურების საზღვრებში, რაც ქმნის მარცვლების მექანიკურ ნარევს. აქ დიდ როლს თამაშობს ელემენტების ერთმანეთში ხსნადობის ხარისხი.

შენადნობის კომპონენტები

ზოგადი კლასიფიკაციის მიხედვით, ყველა ლითონი იყოფა შავი და ფერადი. შავებში შედის რკინა, ქრომი და მანგანუმი. ფერადი იყოფა მსუბუქი (ალუმინი, მაგნიუმი, კალიუმი), მძიმე (ნიკელი, თუთია, სპილენძი), კეთილშობილური (პლატინი, ვერცხლი, ოქრო), ცეცხლგამძლე (ვოლფრამი, მოლიბდენი, ვანადიუმი, ტიტანი), მსუბუქი, იშვიათი მიწა და რადიოაქტიური.. შენადნობის ლითონებს მიეკუთვნება მსუბუქი, მძიმე, კეთილშობილი და ცეცხლგამძლე ფერადი ლითონების მრავალფეროვნება, ისევე როგორც ყველა შავი ლითონები.

ამ ელემენტების თანაფარდობისა და შენადნობის ძირითადი მასის მიხედვით, ეს უკანასკნელი იყოფა დაბალ შენადნობებად (3%), საშუალო შენადნობებად (3-10%) და მაღალი შენადნობებად (10-ზე მეტი). %).

შენადნობის ფოლადები

ტექნოლოგიურად პროცესი არ იწვევს სირთულეებს. დიაპაზონი ძალიან ფართოა. მთავარი მიზნებიფოლადები შემდეგია:

• გაზარდე ძალა.
• გააუმჯობესეთ თერმული დამუშავების შედეგები.
• კოროზიის წინააღმდეგობის გაზრდა, სითბოს წინააღმდეგობა, სითბოს წინააღმდეგობა, სითბოს წინააღმდეგობა, აგრესიული სამუშაო პირობებისადმი გამძლეობა, მომსახურების ვადა.

მთავარი კომპონენტებია შავი შენადნობი და ცეცხლგამძლე ლითონები, რომლებიც მოიცავს Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, ასევე ფერადი Al, Ni, Cu.

ქრომი და ნიკელი არის ძირითადი კომპონენტები, რომლებიც განსაზღვრავენ უჟანგავი ფოლადი (X18H9T), ასევე თბოგამძლე ფოლადი, რომლის მუშაობის პირობები ხასიათდება მაღალი ტემპერატურით და დარტყმითი დატვირთვით (15X5). 1,5%-მდე გამოიყენება საკისრები და ხახუნის ნაწილები (15HF, SHKH15SG)

მანგანუმი არის აცვიათ მდგრადი ფოლადების ფუნდამენტური კომპონენტი (110G13L). მცირე რაოდენობით ხელს უწყობს დეოქსიდაციას, ამცირებს ფოსფორისა და გოგირდის კონცენტრაციას.

სილიციუმი და ვანადიუმი არის ელემენტები, რომლებიც ზრდის ელასტიურობას გარკვეული რაოდენობით და გამოიყენება ზამბარებისა და ზამბარების დასამზადებლად (55C2, 50HFA).

ალუმინი გამოიყენება რკინისთვის მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობისთვის (X13Y4).

ვოლფრამის მნიშვნელოვანი შემცველობა დამახასიათებელია მაღალსიჩქარიანი რეზისტენტული ხელსაწყოების ფოლადებისთვის (R9, R18K5F2). ამ მასალისგან დამზადებული ლითონის შენადნობი საბურღი ბევრად უფრო პროდუქტიული და გამძლეა, ვიდრე იგივე ხელსაწყო, რომელიც დამზადებულია ნახშირბადოვანი ფოლადისგან.

შენადნობის ფოლადები შემოვიდა ყოველდღიურ გამოყენებაში. ამავდროულად, ცნობილია ე.წ. ასე რომ, "ხის ფოლადი" შეიცავს 1% ქრომსდა 35% ნიკელი, რაც განაპირობებს მის მაღალ თბოგამტარობას, ხისთვის დამახასიათებელს. ალმასი ასევე შეიცავს 1,5% ნახშირბადს, 0,5% ქრომს და 5% ვოლფრამის, რაც მას ახასიათებს, როგორც განსაკუთრებით ხისტი, ალმასის მსგავსი.

თუჯის შენადნობი

თუჯები განსხვავდება ფოლადისგან მნიშვნელოვანი ნახშირბადის შემცველობით (2,14-დან 6,67%-მდე), მაღალი სიმტკიცე და კოროზიის წინააღმდეგობა, მაგრამ დაბალი სიმტკიცით. მნიშვნელოვანი თვისებებისა და გამოყენების სპექტრის გაფართოების მიზნით, მას შენადნობს ქრომი, მანგანუმი, ალუმინი, სილიციუმი, ნიკელი, სპილენძი, ვოლფრამი, ვანადიუმი.

ამ რკინა-ნახშირბადის მასალის განსაკუთრებული მახასიათებლების გამო, მისი შენადნობი უფრო რთული პროცესია, ვიდრე ფოლადისთვის. თითოეული კომპონენტი გავლენას ახდენს მასში ნახშირბადის ფორმების ტრანსფორმაციაზე. ასე რომ, მანგანუმი ხელს უწყობს "სწორი" გრაფიტის წარმოქმნას, რაც ზრდის ძალას. სხვათა შეყვანა იწვევს ნახშირბადის თავისუფალ მდგომარეობაში გადასვლას, თუჯის გაუფერულებას და მისი მექანიკური თვისებების დაქვეითებას.

ტექნოლოგია გართულებულია დნობის დაბალი ტემპერატურით (საშუალოდ, 1000 ˚C-მდე), ხოლო შენადნობი ელემენტების უმეტესობისთვის ის მნიშვნელოვნად აღემატება ამ დონეს.

კომპლექსური შენადნობი ყველაზე ეფექტურია თუჯისთვის. ამავდროულად, გასათვალისწინებელია ასეთი ჩამოსხმის გამოყოფის გაზრდილი ალბათობა, გახეთქვის და ჩამოსხმის დეფექტების რისკი. უფრო რაციონალურია ტექნოლოგიური პროცესის ჩატარება ელექტრომაგნიტურ და ინდუქციურ ღუმელებში. სავალდებულო თანმიმდევრული ნაბიჯი არის მაღალი ხარისხის თერმული დამუშავება.

ქრომის თუჯებს ახასიათებთ მაღალი აცვიათ წინააღმდეგობა, სიმტკიცე, სითბოს წინააღმდეგობა, დაბერების და კოროზიისადმი გამძლეობა (CH3, CH16). ისინი გამოიყენება ქიმიურ ინჟინერიაში და მეტალურგიული აღჭურვილობის წარმოებაში.

სილიციუმის შენადნობი თუჯები გამოირჩევიან მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობით და აგრესიული ქიმიური ნაერთების მიმართ გამძლეობით, თუმცა აქვთ დამაკმაყოფილებელი მექანიკური თვისებები (ChS13, ChS17). ისინი ქმნიან ქიმიური აღჭურვილობის, მილსადენების და ტუმბოების ნაწილებს.

თბოგამძლე თუჯები არის მაღალპროდუქტიული რთული შენადნობების მაგალითი. ისინი შეიცავს შავი და შენადნობ ლითონებს, როგორიცაა ქრომი, მანგანუმი, ნიკელი. ისინი ხასიათდებიან კოროზიის მიმართ მაღალი გამძლეობით, აცვიათ წინააღმდეგობით და მაღალი ტემპერატურული პირობებით მაღალი დატვირთვისადმი გამძლეობით - ტურბინების ნაწილები, ტუმბოები, ძრავები, ქიმიური მრეწველობის აღჭურვილობა (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh)..

მნიშვნელოვანი კომპონენტია სპილენძი, რომელიც გამოიყენება სხვა ლითონებთან ერთად, შენადნობის ჩამოსხმის მახასიათებლების გაზრდით.

შენადნობი სპილენძი

გამოიყენება სუფთა სახით და სპილენძის შენადნობების შემადგენლობაში, რომლებსაც აქვთ ფართო არჩევანი ძირითადი და შენადნობი ელემენტების თანაფარდობის მიხედვით: სპილენძი, ბრინჯაო, კუპრონიკელი, ნიკელის ვერცხლი და სხვა.

სუფთა თითბერი - შენადნობი თუთიით - არ არის შენადნობი. თუ იგი შეიცავს ფერადი ლითონების შენადნობას გარკვეული რაოდენობით, ითვლება მრავალკომპონენტად. ბრინჯაო არის შენადნობები სხვა მეტალის შემადგენელ კომპონენტებთან,შეიძლება იყოს კალის და კალის არ შემცველი, ყველა შემთხვევაში შენადნობს. მათი ხარისხი გაუმჯობესებულია Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si. დახმარებით.

სილიციუმის შემცველობა სპილენძის ნაერთებში ზრდის მათ კოროზიის წინააღმდეგობას, სიმტკიცეს და ელასტიურობას; კალა და ტყვია - განსაზღვრავს ხახუნის საწინააღმდეგო თვისებებს და დამუშავების უნარს დადებით მახასიათებლებს; ნიკელი და მანგანუმი - ეგრეთ წოდებული დამუშავებული შენადნობების კომპონენტები, რომლებიც ასევე დადებითად მოქმედებს კოროზიის წინააღმდეგობაზე; რკინა აუმჯობესებს მექანიკურ თვისებებს, ხოლო თუთია აუმჯობესებს ტექნოლოგიურ თვისებებს.

გამოიყენება ელექტროტექნიკაში, როგორც ძირითადი ნედლეული სხვადასხვა მავთულის წარმოებისთვის, მასალა ქიმიური აღჭურვილობის კრიტიკული ნაწილების დასამზადებლად, მანქანათმშენებლობაში და ინსტრუმენტებში, მილსადენებსა და სითბოს გადამცვლელებში.

ალუმინის შენადნობი

გამოიყენება როგორც დამუშავებული ან ჩამოსხმული შენადნობები. მასზე დაფუძნებული შენადნობი ლითონები არის ნაერთები სპილენძთან, მანგანუმთან ან მაგნიუმთან (დურალუმინები და სხვა), ეს უკანასკნელი ნაერთებია სილიციუმთან, ე.წ. Si.

სპილენძი ზრდის მის ელასტიურობას; სილიციუმი - სითხის და მაღალი ხარისხის ჩამოსხმის თვისებები; ქრომი, მანგანუმი, მაგნიუმი - აუმჯობესებს სიმტკიცეს, მუშაობის ტექნოლოგიურ თვისებებს წნევისა და კოროზიის წინააღმდეგობის გამო. ასევე, B, Pb, Zr,Ti, Bi.

რკინა არასასურველი კომპონენტია, მაგრამ იგი მცირე რაოდენობით გამოიყენება ალუმინის ფოლგის წარმოებაში. სილუმინები გამოიყენება მექანიკური ინჟინერიაში კრიტიკული ნაწილებისა და კორპუსების ჩამოსხმისთვის. დურალუმინები და ალუმინზე დაფუძნებული ჭედური შენადნობები მნიშვნელოვანი ნედლეულია კორპუსის ელემენტების, მათ შორის მზიდი კონსტრუქციების წარმოებისთვის, თვითმფრინავების მრეწველობაში, გემთმშენებლობასა და მექანიკურ ინჟინერიაში..

შენადნობი ლითონები გამოიყენება მრეწველობის ყველა სფეროში, როგორც მათ, რომლებსაც აქვთ გაუმჯობესებული მექანიკური და ტექნოლოგიური მახასიათებლები ორიგინალურ მასალასთან შედარებით. შენადნობი ელემენტების დიაპაზონი და თანამედროვე ტექნოლოგიების შესაძლებლობები იძლევა სხვადასხვა სახის მოდიფიკაციის საშუალებას, რაც აფართოებს შესაძლებლობებს მეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში.