سبائك المقاومة للحرارة. الفولاذ والسبائك الخاصة. إنتاج واستخدام سبائك المقاومة للحرارة

الصناعة الحديثة لا يمكن أن يتصور دون المواد مثل الفولاذ. مع ذلك، فإننا نواجه كل منعطف تقريبا. من خلال إدخال إلى هيكلها العناصر الكيميائية المختلفة يمكن أن تحسن بشكل كبير من الخواص الميكانيكية والأداء.

ما هو الصلب

الصلب دعا سبيكة الذي يتكون من الكربون والحديد. أيضا، مثل سبيكة (التخلص الصورة أدناه) قد يكون عناصر الشوائب الكيميائية الأخرى.

العديد من الدول الهيكلية متميزة. إذا كان محتوى الكربون ضمن 0،025-0،8٪، ودعا البيانات الصلب الموالية للeutectoid ولها في البيرلايت هيكلها والفريت. إذا الصلب hypereutectoid، فمن الممكن لمراقبة البرليت والمرحلة سمنتيت. وهناك ميزة من هيكل حديدي ليونة كبيرة. لديها أيضا سمنتيت صلابة كبيرة. تشكيل البيرلايت كل من المرحلة السابقة. ويمكن أن يكون لها شكل حبيبات (عن طريق إدراج الحبوب من الفريت يتم ترتيب سمنتيت التي لها شكل دائري) وصفيحة (مرحلتي لها شكل لوحات). إذا تم تسخين الفولاذ فوق درجة الحرارة التي تحدث الكريات البيضاء، ثم التغييرات هيكل لالأوستينيت. هذه المرحلة لديه ليونة عالية. إذا تجاوز محتوى الكربون بنسبة 2.14٪، وتسمى هذه المواد وسبائك الحديد.

أنواع الصلب

اعتمادا على تكوين الصلب قد يكون الكربون الصلب وسبائك. محتوى الكربون أقل من 0.25٪ يميز الصلب منخفض الكربون. إذا وصل مبلغ 0.55٪، ثم يمكن أن نتحدث عن وسيلة سبيكة. الصلب، والتي لديها في تكوينها أكثر من 0.6٪ الكربون، ودعا عالية الكربون. إذا الذي يتم انتاجه كما الانصهار، والتكنولوجيا ينطوي على إدخال عناصر كيميائية معينة، وهذا سبائك الصلب يسمى. مقدمة من مختلف مكونات يتغير بشكل كبير خصائصه. إذا قيمتها أقل من 4٪، وسبائك سبائك المنخفض. Srednelegirovannoj و من الصلب عالية لديها على التوالي إلى 11٪ وأكثر من 12٪ من الشوائب. تبعا للمكان في مجال سبائك الصلب تستخدم، وتخصيص هذه الأنواع: مفيدة، الفولاذ الهيكلية والخاصة وسبائك.

تكنولوجيا التصنيع

عملية صنع الصلب وقتا طويلا جدا. وهو يتضمن عدة مراحل. أولا وقبل كل شيء، تحتاج المواد الخام - خام الحديد. وتشمل المرحلة الأولى التسخين لدرجة حرارة معينة. وعندما يحدث هذا عمليات الأكسدة. في الخطوة الثانية تصبح درجات الحرارة أعلى من ذلك بكثير. عمليات الأكسدة الكربون هي أكثر كثافة. من الممكن تخصيب الأكسجين الإضافي من سبيكة. تتم إزالة الشوائب غير المرغوب فيها الخبث. يتم توجيه الخطوة التالية لإزالة الأكسجين من الصلب لأنه يخفف كثيرا من الخواص الميكانيكية. يمكن أن يتم هذا الانتشار خارج أو عجل الأسلوب. في حالة عدم حدوث عملية إزالة الأكسدة، ويسمى الصلب مما أدى الغليان. سبيكة هادئ لا تنبعث منها الغازات، تتم إزالة الأكسجين تماما. بين لقتل شبه الصلب. إنتاج يحدث سبائك الحديد في الموقد، أفران الحث، فرن الأكسجين الأساسية.

صناعة السبائك من الفولاذ

من أجل الحصول على خصائص معينة من الصلب، ويدير تكوينها مواد إشابة الخاصة. المزايا الرئيسية لهذا سبيكة تحسين مقاومة لمختلف التشوهات، مكونات موثوقة وغيرها من الزيادات أعضاء الهيكلية بشكل كبير. التبريد يقلل من نسبة الشقوق وغيرها من العيوب. في كثير من الأحيان، فإن مثل هذا الأسلوب من التشبع استخدام العناصر المختلفة لنقل المقاومة للتآكل الكيميائي. ولكن هناك بعض السلبيات. فهي تتطلب معالجة إضافية، وهو احتمال كبير لحدوث شروخ. وبالإضافة إلى ذلك، لأنه يزيد من تكلفة المواد. عناصر صناعة السبائك الأكثر شيوعا - الكروم والنيكل والتنجستين والموليبدينوم والكوبالت. مجال تطبيقها مرتفع جدا. هذه الهندسة، وتصنيع أجزاء من خطوط الأنابيب ومحطات الطاقة والطائرات وأكثر من ذلك.

مفهوم المقاومة للحرارة ومقاومة للحرارة

المقاومة للحرارة المصطلح يعني قدرة المعدن أو سبائك للحفاظ على جميع خصائصه عندما تعمل في درجات حرارة عالية. في مثل هذه البيئة في كثير من الأحيان لوحظ تآكل الغاز. ولذلك، يجب على المواد امتلاك المقاومة لعملها، وهذا هو أن تكون مقاومة للحرارة. وهكذا، يتم استخدام خصائص السبائك في درجة الحرارة الكبيرة يجب أن تشمل كل من هذه المفاهيم. إلا إذا توفر هذه الفولاذ المطلوبة خدمة الحياة لقطع الغيار والأدوات والعناصر الهيكلية الأخرى.

يتميز الفولاذ المقاوم للحرارة

في الحالات التي تصل درجة الحرارة القيم العالية، فإنه يتطلب استخدام سبائك التي لن تنهار ومقاومة التشوه. في هذه الحالة، المقاومة للحرارة سبائك. درجة حرارة التشغيل لهذه المواد - أعلى من 500 درجة مئوية. نقطة مهمة تميز الصلب مماثل هو الحد عالية التحمل، المرونة، الذي يحتفظ به لفترة طويلة، فضلا عن مقاومة الاسترخاء. وهناك عدد من العناصر القادرة على زيادة كبيرة في مقاومة لدرجات الحرارة العالية: الكوبالت والتنغستن والموليبدينوم. وعنصر إلزامي هو الكروم. انه لا يؤثر كثيرا على القوة، لأنه يزيد من مقاومة التوسع. كما يمنع الكروم عمليات التآكل. وهناك سمة أخرى مهمة من سبائك من هذا النوع - زحف بطيء.

تصنيف حرارة الفولاذ المقاوم للهيكل

مقاومة للحرارة ومقاومة للحرارة سبائك من الدرجة الحديد، martensitic، الأوستنيتي وهيكل feritno martensitic. وتتكون الأولى من حوالي 30٪ الكروم. بعد معاملة خاصة يصبح هيكل الحبوب غرامة. وإذا تجاوزت درجة حرارة التدفئة 850ºS، ويزيد من الحبوب، وهذه المواد المقاومة للحرارة تصبح هشة. درجات Martensitic تتميز محتوى الكروم من من 4٪ إلى 12٪. النيكل أيضا قد تكون موجودة في كميات ضئيلة، التنغستن وغيرها من العناصر. منهم انتاج قطع غيار للتوربينات، صمامات في السيارة. الفولاذ الذي يكون في هيكلها على مارتنسيت والفريت، ومناسبة لعملية في درجات حرارة عالية ثابتة وعملية طويلة الأجل. محتوى الكروم تصل إلى 14٪. يتم الحصول عليها عن طريق إدخال الأوستينيت حرارة سبائك النيكل مقاومة. الصلب مع هيكل مشابه لديها العديد من العلامات التجارية.

سبائك النيكل القائم

النيكل لديها عدد من الخصائص المفيدة. كان لديه تأثير إيجابي على التشغيل في الماكينات من الفولاذ (الساخنة والباردة على حد سواء). إذا كان العنصر أو أداة مصممة للعمل في البيئات القاسية، والمنشطات من هذا العنصر يزيد بشكل ملحوظ مقاومة للتآكل. يتم فصل المواد النيكل قاعدة مقاومة للحرارة إلى المجموعات التالية: مقاومة للحرارة ومقاومة للحرارة نفسها. وينبغي أيضا أن يكون هذا الأخير لا تقل عن خصائص مقاومة للحرارة. درجات حرارة التشغيل تصل إلى 1200 درجة مئوية. تدار بالإضافة إلى ذلك الكروم أو التيتانيوم. مميز، سبائك الصلب النيكل، لديها كمية صغيرة من الشوائب مثل الباريوم والمغنيسيوم والبورون، وبالتالي، يتم تعزيز المزيد من حدود الحبوب. والسبائك الفائقة من هذا النوع متوفرة في شكل مزورة، وتدحرجت. ومن الممكن أيضا تفاصيل انحسار. المجال الرئيسي للتطبيق - عناصر تصنيع توربينات الغاز. سبائك النيكل قاعدة مقاومة للحرارة لديها تكوين وتصل إلى 30٪ الكروم. فهي إلى حد ما جيد لختم، واللحام. وبالإضافة إلى ذلك، المقاومة التحجيم عالية. وهذا يجعل من الممكن استخدامها في نظام خط أنابيب الغاز.

مقاومة للحرارة الصلب وسبائك التيتانيوم

وقدم التيتانيوم في كمية صغيرة (0.3٪). في هذه الحالة لأنه يزيد من قوة سبيكة. إذا كان محتواها هو أعلى بكثير، وبعض التدهور الخواص الميكانيكية (صلابة وقوة). ولكن اللدونة من هذه الزيادة. وهذا يسهل معالجة الصلب. عندما تدار التيتانيوم جنبا إلى جنب مع مكونات أخرى يمكن أن تحسن إلى حد كبير خصائص ارتفاع في درجة الحرارة. إذا كان هناك ضرورة للعمل في بيئة معادية (خاصة في حالة عندما ينطوي على بناء لحام)، العنصر صناعة السبائك كيميائيا هناك ما يبرر البيانات.

سبائك الكوبالت

يتم استخدام كمية كبيرة من الكوبالت (تصل إلى 80٪) لإنتاج مواد مثل السبائك الفائقة وحرارة سبائك المقاومة، لأنه نادرا ما يستخدم في شكله النقي. إدارتها يحسن ليونة وكذلك المقاومة تحت درجات حرارة عالية. وأعلى هو عليه، وارتفاع كمية من الكوبالت أدرجت في السبيكة. في بعض الطوابع محتواه يبلغ 30٪. آخر سمة من سمات هذه الفولاذ - تحسين الخواص المغناطيسية. ولكن نظرا لارتفاع تكلفة الكوبالت، واستخدامه محدود نوعا ما.

تأثير الموليبدينوم على السبائك الفائقة

عنصر كيميائي نشط يؤثر بشكل كبير على قوة المادة في درجات حرارة عالية. فعالية خاصة لاستخدامها جنبا إلى جنب مع العناصر الأخرى. لأنه يزيد بشكل كبير من صلابة الفولاذ (بالفعل في المحتوى من 0.3٪). قوة الشد يزيد أيضا. ميزة أخرى إيجابية التي لديها السبائك الفائقة مخدر الموليبدينوم - درجة أكبر من مقاومة عمليات الأكسدة. الموليبدينوم يساهم في صقل الحبوب. العيب هو صعوبة لحام.

الفولاذ وسبائك خاصة أخرى

لأداء مهام معينة تتطلب المواد التي لها خصائص معينة. وهكذا، يمكن أن نتحدث عن استخدام السبائك الخاصة، التي يمكن أن تكون سبك والكربون. ويتحقق المجموعة الاخيرة من الخصائص المطلوبة يرجع ذلك إلى حقيقة أن صناعة السبائك وتجهيزها والتكنولوجيا الخاصة. وتنقسم آخر السبائك الخاصة والفولاذ في الهيكلية وفعال. ومن بين المشاكل الرئيسية لهذا النوع من المواد هي التالية: مقاومة للتآكل وارتداء العمليات والقدرة على العمل في بيئة معادية، وزيادة الخصائص الميكانيكية. في هذه الفئة الفولاذ المقاوم للحرارة وسبائك مع درجة حرارة عالية والصلب المبردة التي يمكن أن تحمل ما يصل الى -296ºS.

أداة الصلب

لصناعة الأدوات المستخدمة في صناعة الصلب أداة خاصة. يرجع ذلك إلى حقيقة أن يتم اختيار ظروف العمل من مواد مختلفة أيضا بشكل فردي. منذ الصكوك بدلا متطلبات عالية، وخصائص سبائك لإنتاجها حسب الاقتضاء: يجب أن تكون خالية من الشوائب الخارجية، شوائب من عملية إزالة الأكسدة ويتم بصورة جيدة، وبنية متجانسة. لأدوات القياس فمن المهم أن يكون أداء مستقر ومقاومة التآكل. يتحدث عن أدوات القطع، التي تعمل في درجات حرارة مرتفعة (يحدث حافة التدفئة)، والاحتكاك المستمر وتشوه. لذلك، بالنسبة لهم من المهم جدا للحفاظ على صلابة الأولية عند تسخينها. نوع آخر من أداة الصلب - سرعة عالية. في الأساس، غير مخلوط مع التنغستن. ويحتفظ صلابة عند درجة حرارة حوالي 600 درجة مئوية. هناك أيضا يموت الفولاذ. وهي مصممة لتشويه كل من الساخنة والباردة.

نطاق سبائك لأغراض خاصة

الصناعات التي تستخدم السبائك ذات مميزات خاصة مجموعة. بسبب جودتها العالية، فهي لا غنى عنه في الهندسة والبناء والصناعة البترولية. وتستخدم المقاومة للحرارة ومقاومة للحرارة سبائك في صناعة مكونات التوربينات، قطع غيار للسيارات. الفولاذ التي لها ميزات التآكل عالية، لا غنى عنها لإنتاج الأنابيب، منظماته الإبر، والأقراص، والعناصر المختلفة لصناعة الكيماويات. القضبان للسكك الحديدية، والدلاء، ونقل اليرقة - أساس كل هذه هي الفولاذ المقاوم للارتداء. في انتاج كميات كبيرة من المسامير والبراغي والأصناف المماثلة المستخدمة سبائك إنسان. يجب أن يكون الينابيع مرن ودائم بما فيه الكفاية. ولذلك، فإن المواد بالنسبة لهم هو ربيع الصلب. من أجل تحسين هذه النوعية غير مخلوط أكثر من ذلك مع الكروم والموليبدينوم. جميع سبائك خاصة والفولاذ مع مجموعة من الخصائص المحددة يمكن أن تقلل من تكاليف قطع الغيار حيث كانت تستخدم في السابق المعادن غير الحديدية.