Metalların və ərintilərin termo-mexaniki emalı. Yaşlanan ərintilərin termo-mexaniki müalicəsi

:

SP 16.13330.2011 Polad konstruksiyalar;SP 128.13330.2012 Alüminium konstruksiyalar;

1. Ümumi məlumat

Metallar, materiallar kimi, tikinti avadanlığı üçün qiymətli bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir - böyük güc, çeviklik, qaynaq qabiliyyəti, dözümlülük; termomexaniki və kimyəvi təsirlər altında sərtləşmə və digər xüsusiyyətləri yaxşılaşdırmaq qabiliyyəti.

Bu, onların tikintidə və texnologiyanın digər sahələrində geniş istifadəsini müəyyən edir.

Gücü, sərtliyi və yüksək çevikliyi olmaması səbəbindən təmiz metallar nadir hallarda istifadə olunur. Onlar əsasən karbon kimi digər metallar və qeyri-metallarla ərintilər şəklində istifadə olunur

Dəmir və onun ərintiləri (polad C2,14%, çuqun C>2,14%) qara metallar, qalanları (Be, Mg, Al, Ti) adlanır., Cr, Mn, Ni, Cu, Zn və s.) və onların ərintiləri - əlvan.

Qara metallar tikintidə ən çox istifadə olunur.

Onların dəyəri rəngli olanlardan xeyli aşağıdır.

Bununla belə, sonuncular bir sıra qiymətli xüsusiyyətlərə malikdir - yüksək xüsusi möhkəmlik, çeviklik, korroziyaya davamlılıq və dekorativlik, onların tikintidə, ilk növbədə, alüminiumdan hazırlanmış memarlıq və tikinti hissələri və konstruksiyalarında tətbiq dairəsini genişləndirir.

Metalların təsnifatı

Qara metalların istehsalı üçün xammal oksid sinfi minerallarla təmsil olunan dəmir filizləridir - maqnetit (FeFeO), hematit (FeO), xromit (FeCrO) və s.

Boksit əlvan metalların istehsalı üçün istifadə olunur; mis, nikel, sinkin sulfid və karbonat filizləri və s.

2. Metalların atom kristal quruluşu

Bərk vəziyyətdə olan metallar və ərintilər kristal cisimlərdir.

Onlardakı atomlar müntəzəm olaraq kristal şəbəkənin yerlərində düzülür və təxminən 10 Hz tezliyi ilə titrəyir.

Metallarda və ərintilərdə olan rabitə elektrostatikdir, kristal qəfəsin qovşaqlarında müsbət yüklü ionlar (atomlar) və sıxlığı 1 sm-ə 10-10 elektron olan kollektivləşdirilmiş keçirici elektronlar arasında cazibə və itələmə qüvvələri tərəfindən yaranır. havadakı atom və molekulların tərkibindən on minlərlə dəfə yüksəkdir.

Metalların elektromaqnit, optik, istilik və digər xassələri keçirici elektronların spesifik xüsusiyyətlərindən asılıdır.

Şəbəkədəki atomlar onun Enerjisinin minimumuna uyğun bir mövqe tutmağa meyllidirlər və ən sıx qablaşdırmaları - kub həcm mərkəzli, üz mərkəzli və altıbucaqlı formalaşdırırlar.

Kristal qəfəslərin koordinasiya nömrələri (qablaşdırma sıxlığı). A)kub üz mərkəzli (K 12); b) bədən mərkəzli (K8);c) altıbucaqlı (K 12)

Qablaşdırma sıxlığı müəyyən bir atomdan bərabər və ən qısa məsafədə yerləşən qonşu atomların sayı olan koordinasiya nömrəsi ilə xarakterizə olunur.

Sayı nə qədər yüksəkdirsə, qablaşdırma daha sıx olur.

Bədən mərkəzli kub qablaşdırma üçün 8-ə (K8) bərabərdir; üz mərkəzli - 12 (K12); altıbucaqlı - həmçinin 12 (K12).

Bir qəfəsdə ən yaxın atomların mərkəzləri arasındakı məsafə qəfəs dövrü adlanır.

Əksər metallar üçün qəfəs dövrü 0,1-0,7 nm aralığındadır.

Bir çox metallar, temperaturdan asılı olaraq, kristal qəfəslərində struktur dəyişikliklərinə məruz qalırlar.

Beləliklə, 910 °C-dən aşağı və 1392 °C-dən yuxarı temperaturda dəmir 0,286 nm qəfəs dövrü ilə bədən mərkəzli atom paketinə malikdir və -Fe; göstərilən temperaturlar diapazonunda dəmirin kristal qəfəsi 0,364 nm periyodu ilə üz mərkəzli birinə çevrilir və -Fe təyin olunur.

Yenidən kristallaşma soyutma zamanı istiliyin buraxılması və qızdırma zamanı udulması ilə müşayiət olunur ki, bu da üfüqi hissələr boyunca diaqramlarda qeyd olunur.

Dəmir soyutma (qızdırma) əyrisi

Metallar çoxlu sayda nizamsız formalı kiçik kristallardan ibarət polikristal cisimlərdir

Normal formalı kristallardan fərqli olaraq, onlara kristalitlər və ya dənələr deyilir.

Kristallitlər fərqli yönümlüdür, buna görə də bütün istiqamətlərdə metalların xassələri az və ya çox eynidir, yəni. polikristal bərk maddələr izotropdur.

Bununla belə, kristalitlərin eyni oriyentasiyası ilə belə xəyali izotropiya müşahidə edilməyəcəkdir.

Metalların və ərintilərin kristal qəfəsləri ideal quruluşdan uzaqdır.

Tərkibində qüsurlar var - boş yerlər və dislokasiyalar.

3. Çuqun və polad istehsalının əsasları

Çuqun yüksək temperaturda koksla dəmir filizlərinin tərkibində olan təbii oksidlərdən dəmirin reduksiyası əsasında domna prosesi zamanı əldə edilir.

Koks yandıqda karbon qazı əmələ gətirir.

İsti koksdan keçərkən o, ümumi sxemə görə sobanın yuxarı hissəsində dəmiri azaldan dəm qazına çevrilir: FeOFeOFeOFe.

Ocağın aşağı isti hissəsinə düşən dəmir koksla təmasda əriyir və onu qismən həll edərək çuquna çevrilir.

Hazır çuqun tərkibində təxminən 93% dəmir, 5% -ə qədər karbon və az miqdarda silikon, manqan, fosfor, kükürd və tullantı süxurlarından çuquna keçən bəzi digər elementlər var.

Karbonun və çirklərin dəmirlə birləşməsi miqdarından və formasından asılı olaraq, çuqunlar müxtəlif xüsusiyyətlərə, o cümlədən rəngə malikdir və bu meyara görə ağ və boz rənglərə bölünür.

Polad çuqundan bəzi karbon və çirkləri çıxarmaqla əldə edilir. Polad istehsalının üç əsas üsulu var: konvertor, açıq ocaq və elektrik əriməsi.

Konvertor ərinmiş çuqun böyük armud formalı konvertor qablarda sıxılmış hava ilə üfürülməsinə əsaslanır.

Havadakı oksigen çirkləri oksidləşdirir, onları şlaklara çevirir; karbon yanır.

Çuqundakı fosforun miqdarı az olduqda, çeviricilər dinasium kimi turşu odadavamlı maddələrlə örtülür; fosforun miqdarı yüksək olduqda, əsas, periklaza odadavamlı maddələrlə örtülür.

Buna görə, onlarda əridilmiş polad ənənəvi olaraq Bessemer və Tomas adlanır.

Konvertor üsulu yüksək məhsuldarlıqla xarakterizə olunur ki, bu da onun geniş yayılmasına səbəb olub.

Onun çatışmazlıqlarına metal tullantılarının artması, şlakların çirklənməsi və poladın keyfiyyətini pisləşdirən hava kabarcıklarının olması daxildir.

Karbon qazı və su buxarı ilə birlikdə hava əvəzinə oksigen partlayışının istifadəsi konvertor poladının keyfiyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.

Açıq ocaq üsulu çuqunun dəmir filizi və metal qırıntıları ilə birlikdə əridildiyi xüsusi sobalarda aparılır.

Çirklərin yanması, oksidlərin tərkibindəki alışqan qazlar və dəmir filizi ilə birlikdə sobaya daxil olan hava oksigeninə görə baş verir.

Poladın tərkibi asanlıqla idarə oluna bilər ki, bu da açıq ocaq sobalarında kritik strukturlar üçün yüksək keyfiyyətli polad istehsal etməyə imkan verir.

Elektromelting müəyyən xüsusiyyətlərə malik yüksək keyfiyyətli poladların istehsalı üçün ən qabaqcıl üsuldur, lakin artan enerji istehlakı tələb edir.

Birləşmə üsuluna görə, elektrik sobaları qövs və induksiyaya bölünür.

Qövs sobaları metallurgiyada ən çox istifadə olunur. Elektrik sobalarında xüsusi növ polad əridilir - orta və yüksək ərintisi, alət, istiliyədavamlı, maqnit və s.

4. Metalların mexaniki xassələri

Mexanik xüsusiyyətlər statik, dinamik və yorğunluq (dayanıqlıq) sınaqlarının nəticələrinə əsasən müəyyən edilir.

Statik sınaqlar yükün yavaş və hamar tətbiqi ilə xarakterizə olunur. Əsas olanlar: dartılma testləri, sərtlik və qırılma möhkəmliyi.

üçün dartılma testləriölçü uzunluğu ilə standart nümunələrdən istifadə edinI= 10 d və sahə 11.3 A Harada (d Və A- müvafiq olaraq dəyirmi, kvadrat və ya düzbucaqlı kəsikli uzun məhsulların nümunəsinin diametri və kəsik sahəsi.

Sınaqlar dartılma diaqramının avtomatik qeydi ilə dartma sınaq maşınlarında aparılır.

Şəkil 4 orta karbonlu polad üçün belə bir diaqramı göstərir.

Əyri 1 şərti gərginliklərin təsiri altında metalın davranışını xarakterizə edir =R/A və əyri 2 - həqiqi gərginliklərin təsiri altında, S=R/A, (Harada A Və A- müvafiq olaraq sınaqdan əvvəl nümunənin kəsik sahəsi və məhv edilənə qədər hər yükləmə mərhələsində).

Adətən onlar şərti gərginlik diaqramından istifadə edirlər, baxmayaraq ki, əyri daha obyektivdir2.

Metal gərginlik diaqramları: a) şərti (bərk xətlər) və həqiqi (kesikli xətlər) gərginlikləri üçün; / - elastik deformasiya sahəsi;// - eyni plastik; /// - çatların inkişaf sahəsi; b) şərti olaraq həqiqi gərginliklər

Elastiklik həddi qalıq uzanma deformasiyasının 0,05%-dən çox olmadığı gərginliklə müəyyən edilir.

Çıxış gücü qalıq deformasiyanın 0,2%-dən çox olmadığı şərti axma gücü ilə xarakterizə olunur.

Fiziki məhsuldarlıq gücü nümunənin yükü daha da artırmadan deformasiyaya uğradığı gərginliyə uyğundur.

Gərginlikdə sınaqdan keçirildikdə kövrək olan materiallar üçün sıxılma (çuqun üçün), burulma (bərkləşdirilmiş və konstruktiv poladlar üçün) və əyilmə (boz və çevik dəmirdən hazırlanmış tökmə üçün) üçün statik sınaqlardan istifadə olunur.

Sərtlikmetallar müəyyən bir yük altında polad top, almaz konusu və ya piramida basaraq sınaqdan keçirilir və istehsal olunan plastik deformasiyanın miqdarı (çap) ilə qiymətləndirilir.

İstifadə olunan ucun növündən və qiymətləndirmə meyarından asılı olaraq Brinell, Rockwell və Vickers sərtliyi fərqlənir.

Sərtliyin təyini sxemi . a) Brinell-ə ​​görə; b) Rokvelə görə; c) Vikersə görə

Vickers sərtliyi HV 5, HV 10 və s. Metal və ərinti nə qədər incə və sərt olsa, sınaq yükü bir o qədər az olmalıdır.

Kiçik məmulatların və metalların struktur komponentlərinin mikrosərtliyini təyin etmək üçün metaloqrafik mikroskopla birlikdə Vikers metodundan da istifadə olunur.

Metalların qırılma möhkəmliyinə görə sınağı üç nöqtəli əyilmə altında çəngəl olan standart nümunələrdə aparılır.

Metod, metalda həmişə mövcud olan hər hansı bir mənşəli çat və ya çat kimi qüsurun başlamasından daha çox, metalın yayılmasına qarşı müqavimətini qiymətləndirməyə imkan verir.

Qırılma möhkəmliyi parametrlə qiymətləndirilirTO,çatlaq ucunda gərginlik intensivliyi faktorunu və ya dartılma gərginliklərində (MPa) yerli artımı təmsil edir.

Dinamik Metalların sınağı dəyişən dövri yükləmə altında zərbənin əyilməsi üçün aparılır. Ortada gərginlik konsentratoru (çəngəl) olan (1x1x5,5)10 m ölçülü metal nümunələri zərbənin əyilməsi üçün yoxlanılır.

Test sarkaçlı svay sürücüsündə aparılır. Bir metalın zərbənin əyilməsinə qarşı müqaviməti təsir gücü adlanır və təyin olunurKSU, KSV Və KST(Harada KS- təsir gücünün simvolu vəU, V Və T -gərginlik konsentratorunun növü və ölçüsü).

Metalın tsiklik yüklənməyə qarşı müqaviməti metalın müəyyən dövrlər ərzində məhv edilmədən dayana biləcəyi maksimum gərginliklə xarakterizə olunur və dözümlülük həddi adlanır. Simmetrik və asimmetrik yükləmə dövrlərindən istifadə olunur.

Stress konsentratorlarının mövcudluğunda dözümlülük həddi kəskin şəkildə azalır.

5. Dəmir-karbon ərintilərinin kristallaşması və faza tərkibi

Kristallaşma yalnız metal tarazlıq temperaturundan aşağı həddindən artıq soyuduqda inkişaf edir.

Kristallaşma prosesi kristal nüvələrin (kristallaşma mərkəzləri) əmələ gəlməsi ilə başlayır və onlar böyüdükcə davam edir.

Kristallaşma şəraitindən (soyutma sürəti, çirklərin növü və miqdarı) asılı olaraq 10-10 nm-ə qədər müntəzəm və qeyri-müntəzəm formalı müxtəlif ölçülü kristallar əmələ gəlir.

Ərintilərdə vəziyyətindən asılı olaraq aşağıdakı fazalar fərqləndirilir: maye və bərk məhlullar, kimyəvi və ara birləşmələr (aralıq fazalar, elektron birləşmələr və s.).

Faza, sistemin (metal və ya ərinti) eyni tərkibə, quruluşa, eyni birləşmə vəziyyətinə malik olan və sistemin qalan hissəsindən bölmə səthi ilə ayrılmış fiziki və kimyəvi cəhətdən homojen hissəsidir.

Buna görə də, maye metal bir fazalı sistemdir və iki fərqli kristalın qarışığı və ya maye əriməsi və kristalların eyni vaxtda mövcudluğu, sırasıyla iki və üç fazalı sistemlərdir.

Ərintiləri əmələ gətirən maddələrə komponentlər deyilir

Bərk məhlullar ərintinin komponentlərindən birinin öz kristal qəfəsini saxladığı, digər və ya digər komponentlərin atomlarının isə birinci komponentin (həlledicinin) kristal qəfəsində yerləşdiyi, ölçülərini (dövrlərini) dəyişən fazalardır.

Əvəzedici və interstisial bərk həllər arasında fərq qoyulur.

Birinci halda, həll edilmiş komponentin atomları onun kristal qəfəsinin yerlərində həlledici atomların bir hissəsini əvəz edir; ikincidə onlar həlledicinin kristal qəfəsinin aralıqlarında (boşluqlarında) və onlardan daha çox boş yer olan yerlərdə yerləşirlər.

Əvəzedici məhlullarda qəfəs parametri həlledicinin və həll olunan komponentin atom radiuslarının nisbətindən asılı olaraq arta və ya azala bilər; implantasiya həllərində - həmişə artır.

İnterstisial bərk məhlullar yalnız həll olunmuş komponentin atomlarının diametrinin kiçik olduğu hallarda yaranır.

Məsələn, dəmir, molibden və xromda karbon, azot və hidrogen həll olunaraq interstisial bərk məhlullar əmələ gətirə bilər. Belə məhlullar məhdud konsentrasiyaya malikdir, çünki həlledici qəfəsdə məsamələrin sayı məhduddur.

6. Poladın strukturunun və xassələrinin modifikasiyası

Dəmir-karbon ərintilərinin kristallaşma və təkrar isitmə-soyutma zamanı faza çevrilmələrinə məruz qalma, termomexaniki və kimyəvi təsirlərin və modifikator çirklərinin təsiri altında strukturunu və xassələrini dəyişmək xüsusiyyətindən istənilən xassələrə malik metalların alınması üçün metallurgiyada geniş istifadə olunur.

Bina və tikililərin polad və dəmir-beton konstruksiyalarını, texnoloji avadanlıq və maşınları (avtoklavlar, sobalar, dəyirmanlar, müxtəlif təyinatlı təzyiqli və təzyiqsiz boru kəmərləri, tikinti məmulatlarının istehsalı üçün metal qəliblər, tikinti maşınları və s.) işləyib hazırlayarkən və layihələndirərkən. , onların iqlim, texnoloji və fövqəladə iş şəraitini nəzərə almaq lazımdır.

Aşağı mənfi temperaturlar soyuq kövrəklik, təsir gücü və qırılma möhkəmliyi həddini aşağı salır.

Yüksək temperatur, məsələn, yanğınlar zamanı aydın şəkildə təzahür edən elastik modulu, dartılma gücünü və axma gücünü azaldır.

600 ° C-də polad və 200 ° C-də alüminium ərintiləri tamamilə plastik vəziyyətə çevrilir və yük altında strukturlar dayanıqlığını itirirlər.

Bu səbəbdən qorunmayan metal konstruksiyaların yanğına qarşı müqaviməti nisbətən azdır.

Texnoloji avadanlıqlar - qazanlar, boru kəmərləri, avtoklavlar, metal qəliblər, eləcə də dəmir-beton konstruksiyaların möhkəmləndirilməsi, istehsal prosesi zamanı daim tsiklik isitmə - 20-200 ° C və daha çox temperatur diapazonunda soyutma, istilik yaşlanması və aşağı təsir göstərir. -xüsusi məqsədlər üçün polad növlərini seçərkən nəzərə alınması zəruri olan korroziya ilə tez-tez ağırlaşan temperatur temperlənməsi.

Metallurgiyada istifadə olunan poladın strukturunu və xassələrini dəyişdirməyin əsas üsulları bunlardır:

Kristallaşma mərkəzləri olan odadavamlı birləşmələr əmələ gətirən maddələrin ərimiş metala daxil edilməsi;

Ferrit və austenit kristal qəfəslərinin möhkəmliyini artıran, karbon, karbidlərin buraxılmasının diffuziya proseslərini və dislokasiyaların hərəkətini ləngidən alaşımlı elementlərin tətbiqi;

Poladın istilik və termomexaniki müalicəsi.

Onlar əsasən soyudulmuş poladın taxıllarını üyütmək, qalıq gərginlikləri aradan qaldırmaq və kimyəvi və fiziki homojenliyini artırmaq məqsədi daşıyır.

Nəticədə poladın sərtləşməsi artır; sərtlik, soyuq kövrəklik həddi, temper kövrəkliyi, istilik və deformasiya yaşlanmasına meyl azalır və poladın plastik xüsusiyyətləri yaxşılaşdırılır.

Bu metodların spesifik xüsusiyyətləri aşağıda müzakirə olunur.

Alaşımlı elementlər struktur poladlarına daxil edilir.

Karbid əmələ gətirən elementlər olmaqla, onlar eyni zamanda ərimə kristallaşması zamanı polad taxıllarının nüvələşməsini və zərifliyini təmin edən dəyişdirici əlavələr kimi xidmət edirlər.

Alaşımlı polad markalarında, ərinti elementlərinin növü və tərkibi hərflərin sağında hərflər və rəqəmlərlə göstərilir.

Onlar ərinti elementinin təxmini tərkibini (%) göstərir; rəqəmlərin olmaması onun 1,5%-dən çox olmaması deməkdir.

Alaşımlı elementlərin qəbul edilən təyinatları: A - azot, B - niobium, B - volfram, G - manqan, D - mis, E - selen, K - kobalt, N - nikel, M - molibden, P - fosfor, P - bor, C - silikon, T - titan, F - vanadium, X - xrom, C - sirkonium, Ch - nadir torpaq, Yu - alüminium.

Ferrit və austenitdə həll olunan ərinti elementləri karbid fazasının taxıl ölçüsünü və hissəciklərini azaldır.

Taxıl sərhədləri boyunca yerləşərək, onların böyüməsinə, karbonun və digər alaşımlı elementlərin yayılmasına mane olur və austenitin həddindən artıq soyumağa qarşı müqavimətini artırır.

Buna görə də, aşağı alaşımlı çeliklər incə bir quruluşa və daha yüksək keyfiyyət göstəricilərinə malikdir.

Termal və termomexaniki emal, strukturun dəyişdirilməsi və poladın xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması üçün ümumi üsullardır.

Aşağıdakı növlər fərqlənir: tavlama, normallaşdırma, sərtləşdirmə və istiləşmə. Yuvlama homogenləşmə, yenidən kristallaşma və qalıq gərginliklərin aradan qaldırılması proseslərini əhatə edir.

Müxtəlif növ yumşalma üçün temperatur diapazonları: 1 - homogenləşmə; 2 - sərtliyi azaltmaq üçün aşağı temperaturda yenidən kristallaşma tavlama (yüksək temperləmə); 3 - stressi aradan qaldırmaq üçün tavlama (təmizləmə); 4 - faza yenidən kristallaşma ilə tam tavlama; 5, 6 - əvvəlcədən və hipereutektoid poladın normallaşdırılması; 7 - sferoidləşmə; 8 - hipoeutektoid poladın natamam tavlanması

Alaşımlı polad külçələr kimyəvi tərkibini bərabərləşdirmək, təzyiqlə müalicə zamanı kövrək qırılmalara, xassələrin anizotropiyasına, lopaların əmələ gəlməsinə və qaba dənəli struktura səbəb olan dendritik və intrakristal seqreqasiyanı azaltmaq üçün 15-20 saat ərzində 1100-1200 °C-də homogenləşdirməyə məruz qalır. .

Yenidən kristallaşmanın yumşaldılması deformasiyaya uğramış metalın yenidən kristallaşma həddinin temperaturundan yuxarı qızdırılması, bu temperaturda saxlanması və soyudulması yolu ilə sərtləşməsini aradan qaldırmaq üçün istifadə olunur.

Soyuq və isti (isti) deformasiyalar var.

Soyuq, yenidən kristallaşma həddindən aşağı bir temperaturda, isti isə yuxarıda aparılır.

Soyuq deformasiya zamanı yenidən kristallaşma statik adlanır və isti deformasiya zamanı dinamik adlanır, qalıq "isti işin sərtləşməsi" ilə xarakterizə olunur, yuvarlanan istilikdən sərtləşmə üçün faydalıdır.

Qalıq gərginlikləri aradan qaldırmaq üçün tavlama 550...650 °C temperaturda bir neçə saat ərzində aparılır. Qaynaqlanmış məhsulların kəsildikdən, düzəldildikdən və s. sonra əyilməsinin qarşısını alır.

Normallaşma pre- və hipereutektoid struktur poladdan uzun haddelenmiş məhsulların qızdırılmasını, havada qısa müddətli saxlanmasını və soyudulmasını əhatə edir.

Poladın tam faza yenidən kristallaşmasına səbəb olur, daxili gərginliyi aradan qaldırır, çevikliyi və möhkəmliyi artırır.

Havada sürətlənmiş soyutma ostenitin daha aşağı temperaturda parçalanmasına gətirib çıxarır.

Normallaşdırma, aşağı karbonlu konstruksiya poladlarının xassələrini yaxşılaşdırmaq, tavlamağı əvəz etmək üçün geniş istifadə olunur. Orta karbonlu və alaşımlı poladlar üçün yenidən kristallaşma həddindən aşağı temperaturda yüksək temperlənmə ilə birləşdirilir.

Sərtləşmə və temperləmə poladın möhkəmlik və çeviklik xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılmasını, soyuq kövrəklik həddinin və gərginlik konsentratorlarına həssaslığın azalmasını təmin edir.

Sərtləşdirmə poladın qızdırılmasından, polad tam austenitləşənə qədər saxlanmasından və austenitin martenzitə keçidini təmin edən sürətlə soyudulmasından ibarətdir.

Buna görə də, martensitin kristal qəfəsi struktur xüsusiyyətlərinə və austenitlə müqayisədə martensitin xüsusi həcminin 4...4,25% artmasına görə çox təhrif olunur və gərginlik yaşayır.

Martensit kövrək, sərt və davamlıdır. Bununla belə, kifayət qədər tam martensitik çevrilmə yalnız supercooled austenitin sabitliyini artıran yüksək karbonlu və alaşımlı çeliklər üçün mümkündür.

Aşağı karbonlu və aşağı ərintili konstruktiv tikinti poladlarında kiçikdir və buna görə də söndürmə zamanı, hətta su ilə sürətlə soyuduqda, martensit ya əmələ gəlmir, ya da beynitlə birlikdə daha az miqdarda əmələ gəlir.

Aşağı karbonlu tikinti poladlarının (C0,25%) sürətli soyudulması ilə (yuvarlanan istilikdən söndürmə) austenit parçalanır və perlit-sorbit və troostit və ya aşağı karbonlu martensit və sementitdən yüksək dispersli ferrit-sementit strukturunun formalaşması.

Bu quruluşa beynit deyilir.

O, yüksək plastisiyanı, özlülüyünü və daha aşağı soyuq tutum həddini qoruyarkən, perlit bölgəsində austenitin parçalanma məhsulları - sorbitol və proostitlə müqayisədə artan gücə, sərtliyə və dayanıqlığa malikdir.

Poladın yuvarlanan qızdırmadan söndürülməsi yolu ilə möhkəmlənməsi yayma qızdırması zamanı dinamik yenidən kristallaşmanın natamam olması və beyninin deformasiya olunmuş austenitdə əmələ gələn dislokasiyaların yüksək sıxlığını miras qoyması ilə bağlıdır.

Austenitik vəziyyətdə olan poladın plastik deformasiyasının söndürülmə və sərtləşmə ilə birləşməsi onun möhkəmliyini, çevikliyini və möhkəmliyini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər və ərinti poladın 300...400 temperaturda orta temperaturda temperlənməsi zamanı müşahidə olunan temporativ kövrəkliyə meylini aradan qaldıra bilər. °C.

Temperləmə poladın son istilik müalicəsi əməliyyatıdır, bundan sonra lazımi xüsusiyyətləri əldə edir.

O, bərkimiş poladın qızdırılması, müəyyən bir temperaturda saxlanması və müəyyən sürətlə soyudulmasından ibarətdir.

Temperləşdirmənin məqsədi daxili gərginliklərin səviyyəsini azaltmaq və qırılma müqavimətini artırmaqdır.

Onun üç növü var: 250 °C-ə qədər qızdırılan aşağı temperaturlu (aşağı); 350-500 °C diapazonunda qızdırılan orta temperatur (orta) və 500-600 °C-də qızdırılan yüksək temperatur (yüksək).

Karbon poladının qocalması mikrostrukturda nəzərəçarpacaq dəyişikliklər olmadan zamanla xassələrindəki dəyişikliklərdə özünü göstərir.

Güc və soyuq kövrəklik həddi artır, çeviklik və təsir gücü azalır.

Yaşlanmanın iki növü məlumdur - istilik və deformasiya (mexaniki).

Deformasiya (mexaniki) qocalma plastik deformasiyadan sonra yenidən kristallaşma həddindən aşağı temperaturda baş verir.

Bu cür qocalmanın əsas səbəbi həm də C və N atomlarının dislokasiyalarda toplanmasıdır ki, bu da onların hərəkətinə mane olur.

İnşaatçılar əvvəlcədən gərginləşdirilmiş dəmir-beton konstruksiyaların istehsalı prosesində elektrotermik armaturun gərginlik üsulundan istifadə edərkən poladın temper kövrəkliyi və yaşlanması ilə qarşılaşırlar.

7. Çuqun

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, tərkibində 2,14% C-dən çox olan dəmir-karbon ərintiləri çuqun adlanır.

Çuqun strukturunda evtektikanın olması onun yalnız tökmə ərintisi kimi istifadəsini müəyyən edir. Çuqundakı karbon sementit və qrafit şəklində və ya hər iki formada eyni vaxtda ola bilər.

Sementit qırığa açıq rəng və xarakterik parıltı verir; qrafit - parıltısız boz rəng.

Bütün karbonun sementit şəklində olduğu çuqun ağ, sementit və sərbəst qrafit şəklində isə boz adlanır.

Qrafitin formasından və əmələ gəlmə şəraitindən asılı olaraq onlar fərqləndirilir: boz rəngli, düyünlü qrafitli yüksək möhkəmlikli və çevik çuqun.

Çuqunların faza tərkibinə və xassələrinə onun tərkibindəki karbon, silisium və digər çirklərin miqdarı, həmçinin soyutma və yumşalma rejimi həlledici təsir göstərir.

Karbon və silisium tərkibinin çuqun strukturuna təsiri (kölgələnmiş sahə - ən çox yayılmış çuqunlar):

I - ağ çuqun sahəsi; II - yarım çuqun; III - perlitli boz çuqun; IV - ferrit-perlit çuqun; V - ferritik boz çuqun;L - ledeburit; P - perlit; C - sementit; G - qrafit; F - ferrit

Ağ çuqun yüksək sərtliyə və möhkəmliyə (HB 4000-5000 MPa) malikdir, emal etmək çətindir və kövrəkdir.

Polad və ya çevik dəmir üçün konversiya agenti kimi istifadə olunur.

Ağardılmış çuqun səth qatında ağ, nüvədə isə boz çuqun strukturuna malikdir ki, bu da ondan hazırlanmış məhsulların aşınma müqavimətini və dayanıqlığını artırır.

Ağ çuqunun təxmini tərkibi: C = 2,8-3,6%; Si=0,5-0,8%; Mn=0,4-0,6%.

Boz çuqun, Mn, P və S-nin qaçılmaz çirkləri olan Fe-Si-C ərintidir.

Ən yaxşı xüsusiyyətlərə 2,4-3,8% C olan hipoeutektik çuqunlar malikdir, onların bir hissəsi, 0,7% -ə qədər sementit şəklindədir.

Silikon çuqun qrafitləşməsini təşviq edir, manqan, əksinə, qarşısını alır, lakin çuqun ağartma meylini artırır.

Kükürd çuqunun mexaniki və tökmə xüsusiyyətlərini pozan zərərli bir çirkdir.

0,2-0,5% miqdarında fosfor qrafitləşməyə təsir göstərmir, axıcılığı artırır, lakin çuqun kövrəkliyini artırır.

Çuqun mexaniki və plastik xassələri onun strukturu, əsasən qrafit komponenti ilə müəyyən edilir. Qrafit daxilolmaları nə qədər az olsa, onlar nə qədər kiçik, budaqlanmış və bir-birindən daha çox təcrid olunmuş olsalar, çuqun bir o qədər möhkəm və çevik olur.

Çuqun metal əsasının strukturu hipoeutektoid və ya eutektoid poladdır, yəni. ferrit + perlit və ya perlit. Təxmini tərkibli metal bazanın perlit quruluşu ilə boz çuqun: C = 3,2-3,4% ən böyük gücə, sərtliyə və aşınma müqavimətinə malikdir; Si - 1,4-2,2%; Mn=0,7-1,0%; P, S 0,15-0,2%.

Metal əsasın və qrafit daxilolmalarının formasının çuqunların mexaniki və texnoloji xüsusiyyətlərinə təsiri

Müxtəlif strukturlu çuqunların fiziki-mexaniki xassələri

Qrafit daxilolmaları boz çuqunun dartılma gücünü kəskin şəkildə azaltmaqla yanaşı, onun sıxılma gücünə, əyilmə gücünə və sərtliyinə praktiki olaraq heç bir təsir göstərmir; onu stress konsentratorlarına qarşı həssaslaşdırın, emal qabiliyyətini yaxşılaşdırın.

Boz çuqun C - boz və H - çuqun hərfləri ilə qeyd olunur.

Onlardan sonrakı rəqəmlər orta dartılma gücünü (kq/mm) göstərir.

Perlitli çuqun tərkibinə modifikator əlavələri - qrafit, ferrosilikon, 0,3-0,8% miqdarında silisium və s. olan SCh30-SCh35 markalı dəyişdirilmiş çuqun daxildir.

Daxili gərginlikləri aradan qaldırmaq üçün dökümlər 500-600 ° C-də tavlanır, sonra yavaş soyudulur.

Modifikasiya və tavlama çuqunun çevikliyini, möhkəmliyini və dayanıqlığını artırır

Boz çuqunun tərkibinə maqnezium əridilməsi zamanı 0,03-0,07% miqdarında daxil edildikdə, kristallaşma prosesində qrafit lamel əvəzinə sferik forma alır.

Belə çuqun, tökmə poladın gücü ilə müqayisə edilə bilən yüksək gücə, yaxşı tökmə xüsusiyyətlərinə və çevikliyə, emal qabiliyyətinə və aşınma müqavimətinə malikdir.

Yüksək güclü çuqun növləri hərflər və rəqəmlərlə təyin olunur.

Sonuncu, müvəqqəti dartılma gücü (kq/mm) və nisbi uzanma (%) deməkdir.

Çevik çuqun ağ çuqun tökmələrinin uzun müddət qızdırılması (tavlanması) ilə istehsal olunur.

Qızdırma ledeburit (I mərhələ), austenit və sementitin (II mərhələ) tam parçalanmasına və ferrit və qrafitin əmələ gəlməsinə qədər onların hər birində saxlanılmaqla iki mərhələdə aparılır.

Sonuncu, çuquna yüksək çeviklik verən lopa şəklində buraxılır.

Onun sınığı məxmər kimi qara rəngdədir.

Soyutma sürətləndirilərsə, çevikliyi azaldan və sınığa yüngül (polad) görünüş verən perlit əsası ilə çevik çuqun əmələ gəlir. Yüksək möhkəmlikli çuqun ilə eyni şəkildə qeyd olunur.

“Elə bilən çuqun” termini şərtidir və çuqunun texnoloji xassələrini deyil, plastiki xarakterizə edir, çünki ondan hazırlanan məhsullar, digər çuqunlar kimi, döymə deyil, tökmə yolu ilə istehsal olunur.

Tikintidə qrafit daxilolmaları olan bütün növ çuqunlardan istifadə olunur.

Boz çuqunlar statik yüklərə məruz qalan strukturlarda (sütunlar, bünövrə plitələri, trusslar üçün dayaq plitələri, tirlər, kanalizasiya boruları, lyuklar, klapanlar) istifadə olunur; artan möhkəmliyə, çevikliyə və möhkəmliyə malik yüksək möhkəm və əyilə bilən çuqunlar dinamik və vibrasiya yüklərinə və aşınmaya məruz qalan konstruksiyalarda istifadə olunur (sənaye binalarının döşəmələri, ağır döymə və presləmə avadanlığının özülləri, dəmir yolunun trussaltı dayaqları və yol körpüləri, yeraltı kritik nəqliyyat tunellərinin bərkidilməsi üçün borular , dağlarda).

8. Əlvan metallar

Əlvan metallardan alüminium tikintidə ən çox istifadə olunur, çünki yüksək xüsusi möhkəmliyə, çevikliyə, korroziyaya davamlılığa və iqtisadi səmərəliliyə malikdir.

Gümüş, qızıl, mis, sink, titan, maqnezium, qalay, qurğuşun və s. əsasən alaşımlı aşqarlar və ərintilərin komponentləri kimi istifadə olunur və buna görə də tikintidə xüsusi və məhdud istifadə olunur (xüsusi şüşə növləri, nadir əşyalar - Mamayev üzərindəki abidələr) Volqoqraddakı Kurqan, Poklonnaya təpəsində, Moskvada kosmosun fəthi şərəfinə obelisk və titan, mis və onların ərintilərinin geniş istifadə edildiyi başqaları; santexnika, istilik, elektrik sistemləri üçün bağlama və idarəetmə klapanları və cihazları. bina və tikililər).

Təmiz formada, dəmir kimi əlvan metallar, aşağı gücü və sərtliyi səbəbindən nadir hallarda istifadə olunur.

Alüminium- gümüşü ağ metal, sıxlığı 2700 kq/m və ərimə temperaturu 658 °C. Onun kristal şəbəkəsi 0,40412 nm periyodu olan üz mərkəzli kubdur.

Əsl alüminium taxılları, dəmir taxılları kimi, blok quruluşa və oxşar qüsurlara malikdir - boşluqlar, interstisial atomlar, dislokasiyalar, taxıllar arasında aşağı və yüksək bucaqlı sərhədlər.

Gücün artması Mg, Mn, Cu, Si, Al, Zn ərintisi, həmçinin plastik deformasiya (fretning), sərtləşmə və yaşlanma ilə əldə edilir. Bütün alüminium ərintiləri işlənmiş və tökmə bölünür.

Dövülmüş ərintilər, öz növbəsində, bölünüristiliklə bərkimiş və bərkidilməyən .

Termal sərtləşən ərintilərə Al-Mg-Si, Al-Cu-Mg, Al-Zn-Mg; termal olaraq sərtləşməyən - texniki alüminium və iki komponentli ərintilər Al-Mn və Al-Mg (maqnalium).

Mis- ərintilərin əsas alaşımlı əlavəsi - duralumin, gücü artırır, lakin alüminiumun çevikliyini və korroziyaya qarşı xüsusiyyətlərini azaldır.

Manqan və maqnezium gücü və anti-korroziya xüsusiyyətlərini artırır; silisium maye və əriyir, lakin çevikliyi pozur.

Sink, xüsusilə maqnezium ilə, gücü artırır, lakin stres korroziyasına qarşı müqaviməti azaldır.

Alüminium ərintilərinin xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün onlara az miqdarda xrom, vanadium, titan, sirkonium və digər elementlər daxil edilir. Dəmir (0,3-0,7%) arzuolunmaz, lakin qaçılmaz bir çirkdir.

Ərintilərdəki komponentlərin nisbəti istilik müalicəsi və yaşlanmadan sonra yüksək möhkəmliyə, işləmə qabiliyyətinə və korroziyaya davamlılığa nail olmaq üçün şərtlər əsasında seçilir.

Ərintilər, ərintinin tərkibini və vəziyyətini xarakterizə edən əlifba və ədədi işarələrə malik olan siniflərlə təyin olunur: M - tavlanmış (yumşaq); N - çalışqan; H2 - yarı bərkimiş; T - bərkimiş və təbii yaşlanmış; T1 - bərkimiş və süni yaşlanmış; T4 - tam bərkidilməmiş və süni yaşlanmışdır.

Sərtləşmə və yarı bərkitmə istilik cəhətdən sərtləşməyən ərintilər üçün xarakterikdir; sərtləşmə və yaşlanma - termal olaraq bərkimiş olanlar üçün.

Texniki alüminium markaları: AD, AD1 (A - alüminium, D - duralumin tipli ərintisi, 1 - alüminiumun təmizlik dərəcəsini xarakterizə edir - 99,3%; AD sinifində - 98,8 A1); yüksək möhkəmlik - B95, B96, döymə - AK6, AK8 (rəqəmlər ərintidə əsas və əlavə alaşımlı elementlərin ümumi tərkibini göstərir (%).

Termal sərtləşməyən alüminium ərintilərinin markaları: AD1M, AMtsM, AMg2M, AMg2N2 (M - yumşaq, Mts - manqan, Mg2 - ərintidə 2% tərkibli maqnezium).

Alüminium ərintilərinin markalarının rəqəmsal təyinatı: 1915, 1915T, M925, 1935T (birinci rəqəm ərintinin əsasını göstərir - alüminium; ikinci - komponentlərin tərkibi; 0 - texniki cəhətdən təmiz alüminium, 1 - Al-Cu-Mg, 3 - Al-Mg-Si, 4 - Al-Mn, 5-Al-Mg, 9 - Al-Mg-Zn; son ikisi onların qrupundakı ərintinin seriya nömrəsidir).

Alüminium ərintilərinin istilik müalicəsinin əsas növləri tavlama, sərtləşmə və yaşlanma (təmizləmə)

Tavlama faza çevrilmələri olmadan baş verir və qalıq gərginliyi, homogenləşməni, yenidən kristallaşmanı və bərpanı aradan qaldırmaq üçün istifadə olunur.

Sonuncu halda, ərintinin ilkin fiziki və mexaniki xassələri bərpa olunur, gücü azalır və texnoloji məqsədlər üçün lazım olan çeviklik və möhkəmlik artır.

9. Dəmir-beton konstruksiyalar üçün polad armatur

Dəmir-beton konstruksiyaların möhkəmləndirilməsi üçün yuvarlanan isitmə, soyuq və ya isti deformasiya ilə bərkidilmiş aşağı karbonlu və aşağı ərintili poladlardan hazırlanmış hamar və dövri profillərin və kanatların çubuq və məftil möhkəmləndirilməsi istifadə olunur.

Bu tələblər əsasən yüksək möhkəm çubuq (A-1V - AV1; At-1VC(K) - At-V1C(K) və s.), məftil (B-II, BP-II) və kəndir (K-) ilə təmin edilir. 7, K-9) qabaqcadan gərginləşdirilən dəmir-beton konstruksiyaların istehsalı üçün istifadə olunan 590-1410 MPa və nisbi uzadılması müvafiq olaraq 8-14% olan armatur.

Eyni zamanda, konstruksiyaların möhkəmliyini və çatlara davamlılığını 20-30% artırmaqla yanaşı, armatur poladın sərfiyyatı gərginləşdirilməmiş A-I (A-240), A-II (A-300), A ilə müqayisədə azalır. -III (A-400) , VR-I.

Bununla belə, korroziya davranışı nöqteyi-nəzərindən yüksək möhkəmlikli möhkəmləndirmə, xüsusən də əvvəlcədən gərginləşdirilmiş möhkəmləndirmə potensial olaraq daha həssasdır.

Betonda armaturun korroziya davranışı, əsasən, möhkəmlik, çeviklik və onun qırılma xarakterindəki dəyişikliklər, həmçinin korroziya zədələnməsinin dərinliyi (mm/il) və ya kütlə itkisi (g/m sutka və ya q/m saat) ilə xarakterizə olunur.

Termodinamik olaraq oksidləşmə reaksiyalarına meyilli betonda armaturun passiv vəziyyəti ətraf mühitin yüksək qələvi təbiəti (pH12) və kifayət qədər qalın (0,01-0,035 m) və sıx qoruyucu beton təbəqəsi ilə təmin edilir.

Oksid-film nəzəriyyəsinə uyğun olaraq, oksidləşdirici mühitdə armaturun passiv vəziyyəti metal səthində nazik oksid filminin əmələ gəlməsi səbəbindən baş verir.

Belə bir filmin meydana gəlməsi üçün tarazlıq potensialı müsbətdir və təxminən 0,63 V, aktiv vəziyyətdə olan dəmir üçün isə təxminən 0,4 V-dir.

Metalın anodik sahələrinin qütbləşməsi oksid plyonkasının əmələ gəlməsi potensialına çatan kimi, həll cərəyanının sıxlığı kəskin şəkildə azalır və metal passiv vəziyyətə keçir.

Bu xarakterik potensial Flade potensialı adlanır..

Betonda 20±5 °C temperaturda armaturun passivləşdirilməsi yalnız təmiz səthlə deyil, həm də pasla 32-36 saatdan sonra tamamlanır.

Bununla belə, ətraf mühitin pH dəyəri birmənalı şəkildə betonda armaturun vəziyyətini xarakterizə edir; əsasən metalın həll olunma potensialını mənfi tərəfə keçirən aktivləşdirici ionların olması ilə müəyyən edilir; sonra metal aktiv vəziyyətə keçir.

Betonda armaturun elektrokimyəvi vəziyyətini obyektiv olaraq yalnız qütbləşmə qabiliyyətinə görə qiymətləndirmək mümkündür, yəni. elektrod potensialında və cərəyan sıxlığında dəyişikliklər.

Bütün betonlar yüksək pH dəyəri ilə xarakterizə edilmir.

İstehsal edildiyi andan etibarən aktiv mineral əlavələri olan avtoklavda, gips və betonda pH<12.

Belə betonda möhkəmləndirmə qoruyucu örtük tələb edir.

Armaturun depassivasiyası betonun karbonlaşmış qoruyucu qatında (armaturun yerləşdiyi yerdə) də baş verə bilər, xüsusilə çatlar olan yerlərdə, növündən, təyinatından asılı olaraq qoruyucu təbəqənin qalınlığını və sıxlığını təyin edərkən nəzərə alınmalıdır. dəmir-beton konstruksiyaların istismar şərtləri və istismar müddəti.

Metal səthin lokallaşdırılmış korroziya zədələnməsi stres qaldırıcılara bənzər şəkildə hərəkət edir.

Çevik yumşaq poladlarda bu lezyonların mərkəzlərinin yaxınlığında gərginliyin yenidən paylanması baş verir, bunun nəticəsində poladların mexaniki xüsusiyyətləri praktiki olaraq dəyişmir.

Hamar və dövri profilli yüksək möhkəmlikli aşağı çeviklikli poladlarda, məsələn, çıxma nöqtəsinə yaxın dartılma gərginliyi yaşayan (və bu səbəbdən anodik qütbləşməyə daha az uyğundur), yerli korroziya zədələnməsi B-II və BP-II zəif rahatlaşdıran stresslərin yüksək konsentrasiyasına səbəb olur və kövrək qırılma ehtimalı olur.

Buna görə də, qabaqcadan gərginləşdirilmiş konstruksiyalar üçün tövsiyə olunan yüksək möhkəmlikli möhkəmləndirici poladlar, bir qayda olaraq, kompleks alaşımlıdır, 600-650 °C temperaturda termik və termomexaniki müalicəyə, normallaşmaya və yüksək temperləşdirməyə məruz qalır.

Cr, Mn, Si, Cu, P, Al və başqalarının az miqdarda ərinti aşqarlarının armatur poladlarına daxil edilməsi istilik və termomexaniki müalicə ilə yanaşı, poladların mexaniki və korroziyaya qarşı xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır və 2-3 dəfə artırır.

10. Polad konstruksiyalar

Polad konstruksiyaların əsas struktur formaları və məqsədləri bunlardır:sənaye binaları, ictimai binaların çərçivələri və uzun müddətli örtükləri, körpülər və estakadalar, qüllələr və dirəklər, vitraj pəncərələr, pəncərə və qapı plombları, asma tavanlar və s.

Bina strukturlarının əsas elementləri bunlardır:

4-160 mm qalınlığında, 6-12 m uzunluğunda, 0,5-3,8 m enində qalın isti haddelenmiş təbəqə polad, təbəqələr və rulonlar şəklində verilir; nazik isti və soyuq haddelenmiş, rulonlarda qalınlığı 4 mm-ə qədər; geniş flanşlı universal, 6-60 mm qalınlığında, işlənmiş, düzəldilmiş kənarları ilə isti haddelenmiş;

Profil polad - strukturların artan sabitliyini və səmərəliliyini təmin edən müxtəlif simmetrik bölmələrin yığıldığı açılar, kanallar, I-şüaları, T-şüaları, borular və s.;

Radio və televiziya dayaqları üçün diametri 25-550 mm və divar qalınlığı 2,5-75 mm olan qaynar yayılmış tikişsiz yuvarlaq borular;

8-1620 mm diametrli və 1-16 mm divar qalınlığı olan elektrik qaynaqlı dairəvi borular; yan ölçüləri 60 ilə 180 mm arasında və divar qalınlığı 3 ilə 8 mm arasında olan kvadrat və düzbucaqlı bölmə. Borular yüngül dam strukturlarında, yarı taxta divarlarda, çərçivələrdə, vitraj pəncərələrində istifadə olunur;

1-8 mm qalınlığında lent və ya zolaqdan hazırlanmış soyuq formalaşdırılmış profillər.Onların əsas tətbiq sahəsi yüngül, qənaətcil binanın dam örtüyü konstruksiyalarıdır;

Müxtəlif təyinatlı profillər - pəncərə, qapı və fənər çərçivələri, kran relsləri, sinklənmiş profil örtükləri, polad kanatlar və asma və kanatlı dam örtükləri üçün yüksək möhkəm məftillər, körpülər, dirəklər, qabaqcadan gərginləşdirilmiş dam örtüyü konstruksiyaları, borular, çənlər və s.

Profillərin əsas növləri. a) təbəqə polad; b) künc profilləri; c) kanal; d), e), f) flanş eni müxtəlif olan I-tirləri; g) nazik divarlı I-şüaları və kanalları; h) tikişsiz və elektrik qaynaqlı borular

1 ilə 8 mm qalınlığında polad zolaqdan və ya zolaqdan hazırlanmış soyuq formada profillərin növləri. a) qeyri-bərabər və bərabər bucaqlar; b) kanallar; c) ixtiyari bölmə

Formasını, ölçülərini, vahid çəkisini və dözümlülüyünü göstərən haddelenmiş profillərin siyahısı çeşid adlanır.

İncə divarlı profillər ən qənaətcildir.

Fabrikdə ilkin elementlərdən sütunlar, kran və körpü tirləri, trusslar, pərdələr, tağlar, silindrik və çadır örtükləri və digər konstruksiyaların fraqmentləri hazırlanır, sonra bloklara böyüdülür və tikinti sahəsinə quraşdırılır.

Metal konstruksiyaların istehsalı və quraşdırılması məhsulların və quraşdırılmasının yüksək məhsuldarlığını və keyfiyyətini təmin edən ixtisaslaşmış fabriklər və quraşdırma təşkilatları tərəfindən həyata keçirilir.

Metal konstruksiyaların təyinatı və istismar şərtlərindən, bina və strukturların məsuliyyət dərəcəsindən asılı olaraq, dizayn qış açıq hava temperaturlarında onların soyuq müqavimətini nəzərə alaraq müxtəlif kateqoriyalı poladdan istifadə etmək tövsiyə olunur.

Bütün növ strukturlar 4 qrupa bölünür, onların tələbləri və müvafiq olaraq polad markaları birinci qrupdan dördüncü qrupa qədər azalır.

Və əgər onların ilk üçlüyündə əsas kritik strukturlar üçün yaxşı qaynaqlanan və soyuqdavamlı olan, əsasən mürəkkəb alaşımlı poladlar tövsiyə olunursa, dördüncü qrupda köməkçi strukturlar üçün - adi çeliklər VSt3sp (ps) (kp) tövsiyə olunur.

Alaşımlı poladların az miqdarda mis, fosfor, nikel, xrom (məsələn, birinci və ikinci qrup poladları, 15G2AFDps, 10HSND, 10KHNDP, 12GN2MFAYu və s.) ilə əridilməsi onların atmosfer korroziyasından qorunmasında xüsusilə təsirlidir.

Aşağı alaşımlı poladların amorf FeOOH-dan ibarət olan sıx qoruyucu pas filmləri yaratmaq qabiliyyəti sözdə kartenlərin yaranmasına səbəb oldu.

Onlar sənaye binalarının konstruksiyaları, körpülər, dayaqlar və atmosfer şəraitində fəaliyyət göstərən digər strukturlar üçün istifadə olunur. Karten rəngləmə tələb etmir və strukturların bütün xidmət müddəti ərzində korroziyaya məruz qalmır. Filmin qoruyucu xüsusiyyətləri dövri nəmləndirmə və qurutma ilə gücləndirilir.

Tipik karten tərkibi 0,09% C və P-dir; 0,4% Mn və Cu; 0,8% Cr və 0,3% Ni.

11. Alüminium konstruksiyalar

Tikintidə alüminiumdan istifadənin başlanğıcı 1896-cı ildə Monrealdakı Həyat binasına alüminium kornişin və 1897-1903-cü illərdə Romadakı iki dini binaya alüminium damın quraşdırılması hesab edilə bilər.

1933-cü ildə Pitsburqda (ABŞ) şəhər körpüsünün yenidən qurulması zamanı ilk dəfə olaraq körpünün yol hissəsinin yükdaşıyıcı elementləri 34 il uğurla istifadə edilən alüminium kanallardan və təbəqələrdən hazırlanmışdır.

Məişət tikintisində alüminium konstruksiyalar ilk dəfə 50-ci illərin əvvəllərində Qafqazda Şimal Qütbü tədqiqat stansiyasının və alpinizm binasının avadanlıqlarında istifadə edilmişdir.

Alüminium xaricdə daha geniş istifadə olunur, bu ölkələrdə ümumi alüminium istehlakının 27%-ə qədəri tikinti sektorunda istifadə olunur.

Onlarda alüminium tikinti konstruksiyalarının istehsalı gücü ildə 30-40 min ton olan iri ixtisaslaşdırılmış zavodlarda cəmləşərək, müxtəlif növ yüksək keyfiyyətli məhsulların istehsalını təmin edir.

Onlardan ən təsirlisi:xarici divarların panelləri və çərçivəsiz örtüklər, asma tavanlar, prefabrik və təbəqə konstruksiyaları.

İqtisadi effektin əhəmiyyətli hissəsi polad və dəmir-betondan hazırlanmış oxşar konstruksiyalarla müqayisədə alüminium konstruksiyaların artan korroziyaya davamlılığı və yüngülliyi hesabına nəqliyyat və istismar xərclərinin azaldılması hesabına əldə edilir.

Uzun müddətli örtüklər və ətraf mühitə aqressivliyin artması halları istisna olmaqla, yükdaşıyan strukturlarda alüminiumdan istifadə iqtisadi cəhətdən məqsədəuyğun deyildir.

Bu, alüminiumun elastiklik modulunun aşağı olması ilə əlaqədardır, bunun nəticəsində elementlərin və strukturların lazımi sərtliyini və sabitliyini təmin etmək üçün onların kəsişmə ölçülərini artırmaq lazımdır.

Bu, alüminiumun gücündən kifayət qədər istifadə etmir.

Bundan əlavə, alüminium poladla müqayisədə dövrə dözümlülüyünü və temperatur müqavimətini azaldır.

Bu çatışmazlıqlar (alüminiumun yüksək plastik xassələri nəzərə alınmaqla) eyni zamanda bağlama və güc funksiyalarını yerinə yetirən əyilmiş elementlər, ştamplamalar və büzməli təbəqələrdən istifadə edərək, məkan, o cümlədən çubuq və asma strukturlar yaratmaqla aradan qaldırıla bilər.

Haddelenmiş təbəqələrdən alüminium əyilmiş profillər. a) açıq sadə çubuqlar; b) açıq mürəkkəb çubuqlar; c) müxtəlif büzməli formalı büzməli təbəqələr (1 - yivli; 2 - membran; 3 - dalğalı; 4 - qabırğalı; 5 - nov); d), e) qapalı çoxboşluqlu profillər

Ekstrüzyon profillərinin növləri. a) bərk; b) açıq; c) yarı açıq; d) içi boş (qapalı); e) preslənmiş panellər; f) qoşalaşmış profillərin bağlama birləşmələri; g) snaps ilə profil birləşmələri

Alüminium pəncərə blokları və vitrajlar, Uzaq Şimal da daxil olmaqla, taxta ilə müqayisədə əhəmiyyətli iqtisadi effekt vermir.

Buna baxmayaraq, onlar ən yaxşı funksional xüsusiyyətlərə, görünüşə və yüksək davamlılığa malikdirlər, bu da onların bütün tikinti növlərində geniş istifadəsinin məqsədəuyğunluğunu müəyyən edir.

Divarların və damların alüminium konstruksiyalarının bağlanması iki şəkildə edilə bilər: tam prefabrik panellərdən və ya tikinti prosesində izolyasiya edilmiş və ya izolyasiya edilməmiş profilli və ya hamar təbəqələrdən.

Sonuncu isidilməmiş sənaye binalarına və anbarlara aiddir.

Hər iki metodun öz üstünlükləri və mənfi cəhətləri var.

Zavodda hazır panellərin quraşdırılmasının sadəliyi və sürəti düz və ya profilli lentlərin istifadəsi halında zavod emalının olmaması ilə ziddiyyət təşkil edir. Ancaq izolyasiyanın quraşdırılması daha mürəkkəb olur.

Prefabrik tikintidə, xüsusilə profilli təbəqələrin birləşmələrinin etibarlılığı problemi yaranır; lentlə - böyük aralıqlar üçün lentlərin quraşdırılması və gərginliyi.

Daxili tikintidə, ilk panel üsulu bu günə qədər ən çox istifadə edilmişdir.

Divar və dam panelləri adətən iki nazik, hamar və ya profilli alüminium təbəqədən ibarətdir, onların arasında izolyasiya yerləşdirilir.

Əksər hallarda, qabırğalar panelin konturu boyunca quraşdırılır, bir çərçivə yaradır.

Alüminium təbəqələrdən biri (adətən daxili) kontrplak, asbest-sement və ya plastik təbəqələr, DSP və fiberboard ilə əvəz edilə bilər.

İzolyasiya kimi texnoloji proses zamanı dərilər arasında köpüklənən mineral yunlu lövhələr, PSB, PVC, PSB-S peno və poliuretan köpükdən istifadə olunur. İzolyasiya alüminium təbəqələrə epoksi və ya rezin yapışqan ilə yapışdırılır və panelin işinə daxil edilir. Panel ölçüləri 6x1.5x(0.05-0.15) m, 6.6x3x(0.05-0.2) m və ya daha çox.

Alüminium örtük təbəqələrinin qalınlığı 1-2,5 mm-dir. Onların istehsalı üçün alüminium ərintilərinin tövsiyə olunan növləri AMg2M, AMg2N2, AD31T 1(4-5), 1915-ci ildir.

Xaricdə yapışdırılmış üç qatlı çərçivə və “Sendviç” tipli çərçivəsiz panellər on-line olaraq fərdi formalarda və ya fasiləsiz olaraq fasiləsiz zolaq şəklində hazırlanır, avtomatik xəttin sonunda verilmiş ölçülərdə məhsullara kəsilir. .

Hava müqavimətini artırmaq və görünüşü yaxşılaşdırmaq üçün alüminium təbəqələr anodlaşdırılır və ya müxtəlif rənglərdə polimer birləşmələri ilə boyanır. Panellərin sərtliyini və keyfiyyətini artırmaq üçün alüminium təbəqələr mexaniki olaraq əvvəlcədən gərginləşdirilir.

Bu, panel çərçivəsinin işinə örtüyü daxil etməyə, qabırğalar arasındakı məsafəni artırmağa, təbəqələrin dalğalanmasını aradan qaldırmağa və izolyasiya ilə daha yaxşı yapışan əlaqəni təmin etməyə imkan verir.

Sənaye tikintisində, divarlar və örtüklər üçün uzununa və eninə profilli alüminium təbəqələr geniş istifadə olunur.

Çarşafların uzunluğu 10-30 m və ya daha çox, eni - 0,58-1,6 m, qalınlığı - 0,3-1,62 mm.

Dam örtükləri üçün "Furral", Snap-rib, Zip-rib kimi eninə profilli təbəqələr ABŞ, İngiltərə, Almaniya, İsveçrə və digər ölkələrdə tikinti praktikasında istifadə olunur.

Bu dam üçün yumşaq alüminium ərintisi AMts istifadə olunur.

Çarşaflar rulonlarda daşınır. Tikinti zamanı onlar yuvarlanır və taxta örtüyə yapışdırılır.

Furral tipli təbəqələrin taxta üzlüklərə bərkidilməsi. 1 - taxta örtük; 2 - vərəqlər "Furral"; 3 - bərkidici zolaq

Plitələr izolyasiyası ilə büzməli təbəqələrdən hazırlanmış divar hasarının izolyasiyası. 1 - büzməli təbəqələr; 2 - izolyasiya

Transvers profilli təbəqələrin istehsalında yerli təcrübə, izolyasiya da daxil olmaqla, rulon qılıncoynatmaların tam zavod hazırlığında xarici təcrübələrdən fərqlənir.

Hamar qabaqcadan gərginləşdirilmiş alüminium təbəqələrdən hazırlanmış sənaye binalarının hasarlanması xüsusilə təsirlidir.

Onların dəyəri profilli olanlardan 20-30% azdır, istifadə sahəsi isə 25-35% böyükdür.

Buxar maneəsi rolunu oynayan teksturalı təbəqə ilə köpük kauçuk kimi izolyasiya, fabrikdə təbəqələrə yapışdırılır və ya onların quraşdırılması zamanı təbəqələrin səthinə tətbiq olunur, məsələn, köpüklənmiş poliuretan köpük və ya İtaliya və Yaponiyada. bunun üçün 6 qalınlığında bitum əsasında köpük kompozisiyasından istifadə olunur.-8 mm.

Üç qatlı rulon panel dizaynı: 1 - büzməli təbəqə (daşıyıcı); 2 - elastik izolyasiya; 3 - dekorativ təbəqə (daxili); a - büzməli təbəqənin uzunluğu; b - panelin eni; R - panelin əyilmə radiusu

Prefabrik alüminium konstruksiyalar ucqar ərazilərdə və Uzaq Şimalda hava yolu ilə çatdırılan sənaye, yaşayış və ictimai binaların və şəhər yaşayış məntəqələrinin tikintisi üçün istifadə olunur. Ənənəvi materiallar və konstruksiyalarla müqayisədə binaların çəkisi demək olar ki, 20 dəfə, tikinti müddəti 4 dəfə, 1 m faydalı sahənin smeta dəyəri isə 15-20% azalır. Prefabrik konstruksiyaların dövriyyəsinin artması ilə iqtisadi effekt əhəmiyyətli dərəcədə artır.

Alüminiumdan hazırlanmış asma tavanlar gipsdən, asbest-sementdən, mineral yun plitələrdən, məsələn, "Agmiqran" və digər materiallardan hazırlanmış asma tavanlarla yaxşı müqayisə olunur.

Onlar daha yüngüldür, əyilmir, toz yaratmır, təmir tələb etmir, istənilən formada formalaşdırıla bilər və korroziyaya qarşı qoruyucu funksiyanı yerinə yetirən anodlaşdırılmış rənglənə bilər.

Alüminium çənlər iki növdən hazırlanır: maye aqressiv maddələrin (turş neft və neft məhsulları, sirkə, konsentratlı azot və digər turşular) saxlanması üçün; mayeləşdirilmiş qazların saxlanması üçün.

Müxtəlif ölkələrdə müxtəlif vaxtlarda tikilmiş tankların həcmi 500 m-dən 3500 m-ə qədərdir və yaxşı vəziyyətdədir.

AMg2M, AD31T, 1915, 1915T markalı alüminiumdan hazırlanmış təzyiqli və təzyiqsiz boru kəmərləri neft və qazın, yeyinti və kimya sənayesinin yarımfabrikatlarının daşınması, məhlulların və betonun vurulması üçün istifadə olunur.

38-50 mm diametrli duralumin boruları prefabrik iskele və iskele tikintisi üçün istifadə olunur.

Adətən diametri 200 mm-ə qədər olan tikişsiz və elektrik qaynaqlı borular istifadə olunur.

Torpağa döşəndikdə, borular bitum-rezin mastika və polimer materiallarla korroziyadan qorunur.

Tikinti praktikasında kondensasiya zamanı polad üçün aqressiv olan kükürd dioksid qazlarının çıxarılması üçün havalandırma və bacalarda da alüminiumdan istifadənin müsbət nümunələri var.

Alüminium konstruksiyaların elementlərinin birləşmələri həyata keçirilir:

Qeyri-istehlak (volfram) və istehlak edilə bilən elektrodlardan istifadə edərək arqon qövsü elektrik qaynağı;
- elektrik kontakt qaynağı (nazik təbəqələr üçün);

Sərtləşdirilmiş alüminiumdan və müxtəlif qalınlıqdakı hissələrdən hazırlanmış elementlər üçün pərçimlərdə. İsti perçinləmə zamanı müşahidə olunan boşluqların və kristallararası korroziyanın qarşısını almaq üçün perçinləmə soyuq vəziyyətdə aparılır;

Sinklənmiş və kadmium örtüklü boltlar, vintlər və contalar üzərində;

Boltli birləşmələrdə, qıfıllarda və kilidlərdə yapışqan üzərində.

Termo-mexaniki emal metalın termal təsiri zamanı strukturun formalaşmasına təsir edən plastik deformasiyanı əhatə edir. Plastik deformasiya paylanma xarakterini dəyişir və kristal qəfəs qüsurlarının sıxlığını artırır ki, bu da öz növbəsində faza çevrilmələri zamanı strukturun formalaşmasının təbiətinə böyük təsir göstərir. Beləliklə, TMT-dən sonra ərintidə kristal quruluşda qüsurların sıxlığı artan bir quruluş meydana gəlir ki, bu da yeni mexaniki xüsusiyyətlərin alınmasına səbəb olur.

Polad üçün əsasən iki növ termomexaniki emal istifadə olunur: aşağı temperaturlu və yüksək temperaturlu.

LTMT zamanı həddindən artıq soyudulmuş austenit artan sabitlik bölgəsində deformasiya olunur, lakin mütləq yenidən kristallaşmanın başladığı temperaturdan aşağı olur. Bundan sonra martenzitə çevrilir (şək. 53). Son istilik müalicəsi kimi aşağı temperləmə istifadə olunur.

LTMT zamanı poladın möhkəmlənməsinin səbəbi deformasiyaya uğramış austenitin dislokasiya strukturunun martensit tərəfindən irsi olmasıdır. Martensitin formalaşması zamanı dislokasiyalar yox olmur, lakin orijinal fazadan yenisinə keçir, yəni. martensit deformasiyaya uğramış ostenitin alt quruluşunu miras alır. Karbon atomları və karbid daxilolmaları ilə sabitlənmiş dislokasiyaların yüksək sıxlığı məqbul çeviklik səviyyəsi ilə yüksək güclə nəticələnir.

düyü. 53 Aşağı temperatur dövrəsi (LTMO)

poladın termomexaniki emalı

LTMT yalnız həddindən artıq soyudulmuş ostenitin kifayət qədər sabitliyi olan alaşımlı çeliklər üçün tətbiq edilir. Bundan əlavə, elmi-texniki müalicənin aparılması güclü deformasiyaedici avadanlıqların olmasını tələb edir.

HTMT zamanı austenit özünün yüksək temperaturda dayanıqlı olduğu bölgədə deformasiyaya uğrayır, sonra martensitə qədər bərkiyir (şək. 54). Sərtləşmənin ardınca aşağı temperləmə aparılır.

düyü. 54 Yüksək temperatur dövrəsi (HTMO)

poladın termomexaniki emalı.

HTMT rejimi elə seçilir ki, martensitik çevrilmənin başlanğıcında austenit inkişaf etmiş çoxbucaqlı quruluşa malik olsun. Yenidən kristallaşmaya səbəb olmamaq üçün deformasiya dərəcəsi çox böyük olmamalıdır, bu da sərtləşməni azaldır. Deformasiya başa çatdıqdan sonra statik yenidən kristallaşmanın qarşısını almaq və martensitik çevrilmənin başlanğıcında deformasiyaya uğramış strukturu saxlamaq üçün dərhal sərtləşmə lazımdır. Martenzitik kristallar austenit alt dənələrindən kənara çıxmır, bu da onların əhəmiyyətli dərəcədə incələşməsinə və yüksək xassələrə səbəb olur.

HTMO-nun ən mühüm üstünlüyü həm gücü, həm də qırılma möhkəmliyini eyni vaxtda artırmaq qabiliyyətidir. Bundan əlavə, VTMO-nu yerinə yetirmək üçün güclü xüsusi avadanlıq tələb olunmur.

6. Poladın kimyəvi-termik müalicəsi

6.1. Poladın kimyəvi-termik müalicəsinin ümumi xarakteristikası

Kimyəvi-termik müalicə (CHT) poladın xarici mühitdən atom halında yayılması yolu ilə müəyyən kimyəvi elementlərlə, yəni qeyri-metallar və metallarla (məsələn, karbon, azot, alüminium, xrom və s.) səthinin doymasıdır. yüksək temperaturda. Bu proseslər zamanı məhsulların səth təbəqələrinin kimyəvi tərkibi, mikrostruktur və xassələri mütləq şəkildə dəyişir. Kimyəvi müalicə zamanı emal olunan hissələr bəzi kimyəvi aktiv mühitdə qızdırılır. Əsas emal parametrləri istilik temperaturu və saxlama müddətidir. CTO adətən uzun müddət ərzində həyata keçirilir. Proses temperaturu hər bir emal növü üçün xüsusi olaraq seçilir.

İstənilən növ CTO-nun əsas prosesləri dissosiasiya, udma və diffuziyadır.

Dissosiasiya daha aktiv, atom vəziyyətində kimyəvi elementlər yaratmaq üçün kimyəvi birləşmənin parçalanmasıdır. Absorbsiya müəyyən edilmiş qeyri-metalların atomlarının hissənin səthi tərəfindən udulmasıdır. Diffuziya, udulmuş elementin məhsulun dərinliklərində hərəkətidir. Hər üç prosesin sürəti bir-birinə uyğun olmalıdır. Absorbsiya və diffuziya üçün doymuş elementin ya bərk məhlul, ya da kimyəvi birləşmə əmələ gətirmək üçün əsas metal ilə qarşılıqlı əlaqədə olması lazımdır, çünki bu olmadıqda kimyəvi-termik müalicə mümkün deyil.

Poladın kimyəvi-termik müalicəsinin əsas növləri karbürləşmə, nitridləşmə, nitrokarbürləşdirmə, siyanidləşmə və diffuziya metallaşmasıdır.

Atomların dəmir qəfəsinə diffuziya sürəti eyni deyil və yaranan fazaların tərkibindən və quruluşundan asılıdır. Dəmirlə interstisial bərk məhlullar əmələ gətirən karbon və ya azotla doyduqda, diffuziya interstisial bərk məhlullar əmələ gətirən metallarla doyduğundan daha sürətli gedir. Buna görə də, bu vəziyyətdə daha yüksək temperatur və daha uzun emal müddətləri istifadə olunur, lakin buna baxmayaraq, nitridləşmə və xüsusilə karbürləşdirmə ilə müqayisədə daha kiçik bir təbəqə qalınlığı əldə edilir.

Poladın bu və ya digər elementlə doyurulması nəticəsində əldə edilən diffuziya təbəqəsinin qalınlığını təyin edərkən, adətən onun dəyişdirilmiş tərkiblə tam dəyəri deyil, yalnız müəyyən bir sərtliyə və ya struktura (effektiv qalınlıq) dərinliyi göstərilir.

Termik müalicənin özündən fərqli olaraq, kimyəvi-termik və termomexaniki müalicəyə istilik effektlərindən əlavə, müvafiq olaraq, metala kimyəvi və deformasiya təsirləri daxildir. Bu, istilik müalicəsi zamanı struktur və xassələrdə dəyişikliklərin ümumi mənzərəsini çətinləşdirir.

Kimyəvi-termik və termomexaniki müalicə üçün avadanlıq, bir qayda olaraq, istilik müalicəsinin özündən daha mürəkkəbdir. Adi istilik cihazlarına əlavə olaraq, məsələn, idarə olunan atmosfer yaratmaq üçün qurğular, plastik deformasiya üçün avadanlıqlar daxildir.

Aşağıda kimyəvi-termik və termomexaniki müalicə zamanı struktur və xassələrin dəyişməsinin ümumi qanunauyğunluqlarını və onların növlərini nəzərdən keçiririk.

"Metalların istilik müalicəsi nəzəriyyəsi",
İ.I.Novikov

HTMT zamanı austenit termodinamik sabitlik bölgəsində deformasiyaya uğrayır və sonra martenzitə bərkidilir (alaşımlı polad emal sxemi üçün şəklə baxın). Sərtləşdikdən sonra aşağı temperləmə aparılır. Deformasiya (yayma döymə) ilə adi istilik müalicəsinin əsas məqsədi sərtləşmə üçün xüsusi istiləşməni aradan qaldırmaq və bununla da iqtisadi effekt əldə etməkdir. HTMT-nin əsas məqsədi mexaniki xüsusiyyətləri yaxşılaşdırmaqdır...

M. L. Bernşteyn tərəfindən təkrar istilik müalicəsi zamanı aşkar edilmiş HTMT-dən sərtləşmənin irsiyyət ("reversibility") fenomeni böyük maraq doğurur. Məlum oldu ki, polad söndürmə üçün qızdırma temperaturunda qısa müddət ərzində yenidən bərkidildikdə və ya HTMT ilə gücləndirilmiş polad əvvəlcə yüksək temperlənməyə məruz qaldıqda və sonra yenidən bərkidildikdə HTMT-dən sərtləşmə qorunub saxlanılır. Məsələn, rejimə uyğun olaraq HTMT-dən sonra 37XH3A poladın dartılma gücü...

Çeliklərin TMT prosesləri 50-ci illərin ortalarında struktur gücünü artırmaq üçün yeni yolların axtarışı ilə əlaqədar intensiv şəkildə öyrənilməyə başlandı. Aşağı temperaturlu termomexaniki müalicə (LTMT) LTMT zamanı həddindən artıq soyudulmuş austenit artan dayanıqlılıq bölgəsində deformasiyaya uğrayır, lakin həmişə yenidən kristallaşmanın başlanğıc temperaturundan aşağı olur və sonra (martenzitə çevrilir. Bundan sonra aşağı temperləşdirmə aparılır (yox). şəkildə göstərilmişdir).Emal sxemi...

HTMO-nun istifadəsi aşağıdakı amillərlə məhdudlaşdırılır. Alaşım söndürmə üçün istilik temperaturlarının o qədər dar diapazonuna malik ola bilər ki, isti formalaşdırmanın temperaturunu belə dar hüdudlarda saxlamaq praktiki olaraq mümkün deyil (məsələn, D16 duralumin üçün ± 5 °C daxilində). İsti deformasiya üçün optimal temperatur diapazonu sərtləşmə üçün istilik temperaturu diapazonundan əhəmiyyətli dərəcədə aşağı ola bilər. Məsələn, alüminium ərintilərini basarkən...

PTMT-nin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, yenidən kristallaşmamış vəziyyətdə qaynar deformasiyadan sonra alınan yarımfabrikat hətta söndürmə üçün qızdırıldıqda belə yenidən kristallaşmamış strukturu saxlayır. PTMT HTMT-dən onunla fərqlənir ki, isti deformasiya və sərtləşmə üçün qızdırma əməliyyatları ayrılır (bax. Şəkil qocalma ərintilərinin termomexaniki emalı sxemləri). PTMO alüminium ərintilərindən yarımfabrikatların istehsal texnologiyasında geniş istifadə olunur. Çoxdan idi...

HTMT zamanı isti deformasiya, deformasiya ilə qızdırılan sərtləşmə və yaşlanma həyata keçirilir (şəklə bax, köhnə ərintilərin termomexaniki emalı sxemləri). İsti deformasiya zamanı dislokasiya sıxlığı artır və isti sərtləşmə baş verir ki, bu da deformasiya zamanı dinamik poliqonizasiyanın və dinamik yenidən kristallaşmanın inkişafı nəticəsində qismən və ya tamamilə çıxarıla bilər. Gərginlik-deformasiya əyrisi artan axın gərginliyi,...

Şəkil köhnəlmiş ərintilərin TMT-nin əsas diaqramlarını göstərir. Kəsik xətlər plastik deformasiyanı göstərir. Yaşlanma ərintilərinin termomexaniki müalicəsi sxemləri Aşağı temperaturda termomexaniki müalicə (LTMT) Yaşlanma ərintilərinin LTMT ilk termomexaniki müalicədir (30s) və sənayedə ən çox istifadə olunur. NTMO-nun əsas məqsədi güc xüsusiyyətlərini artırmaqdır. HTMT-də ərinti əvvəlcə ənənəvi söndürməyə məruz qalır,...

Əvvəlcə soyuq deformasiyanın zonanın yaşlanmasına təsirini nəzərdən keçirək. Belə görünür ki, deformasiya dislokasiya sıxlığını və boşluq konsentrasiyasını artırmaqla zonanın yaşlanmasını sürətləndirməlidir. Lakin, birincisi, zonalar dislokasiyalarda deyil, homojen şəkildə nüvələşir və ikincisi, dislokasiyalar boş yerlərin boşaldılması üçün təsirli yerlərdir. Çox güclü plastik deformasiya vakansiya konsentrasiyasını (vakansiyaların sayının atomların sayına nisbəti) cəmi 10-6 artırır....

LTMO-dan istifadənin effektivliyi yaşlanma zamanı hansı gücləndirici fazanın buraxılması ilə müəyyən edilir. Beləliklə, məsələn, Al - Cu - Mg ərintiləri (bərkitmə agenti - S fazı) üçün süni yaşlanmadan əvvəl deformasiyanın tətbiqindən əlavə gücləndirmə Al - Cu ərintilərinə (bərkitmə agenti - faza θ´) nisbətən daha böyükdür. Soyuq deformasiyadan sonra qocalmaq üçün qızdırıldıqda, yenidən kristallaşma, bir qayda olaraq, baş vermir, lakin...

Şəkil köhnəlmiş ərintilərin TMT-nin əsas diaqramlarını göstərir. Kəsik xətlər plastik deformasiyanı göstərir.

Aşağı temperaturlu termomexaniki müalicə (LTMT)

Yaşlanma ərintilərinin NTMO- Bu, 1930-cu illərdə ilk termomexaniki müalicədir və sənayedə ən çox istifadə olunur.

NTMO-nun əsas məqsədi- artan güc xüsusiyyətləri.

LTMT-də ərinti yaşlanmadan əvvəl ilk növbədə şərti söndürmə və sonra soyuq deformasiyaya məruz qalır.

Əvvəlki deformasiya olmadan yaşlanma ilə müqayisədə LTMT daha yüksək güc və məhsuldarlıq məhdudiyyətləri ilə nəticələnir, eyni zamanda daha aşağı çeviklik dəyərləri ilə nəticələnir.

Şəkil soyuq deformasiya dərəcəsinin söndürülmüş nikel ərintisi (əyri 1) və deformasiyadan sonra köhnəlmiş eyni ərintinin (əyri 2) sərtliyinə təsirini göstərir.

1000 °C-dən söndürüldükdən sonra çəkmə zamanı azalma dərəcəsinin nimonik-90 ərintisindən 4 mm diametrli soyuq çəkilmiş və köhnə telin sərtliyinə təsiri (W. Betteridge-ə görə):

1 - soyuq çəkilmiş;
2 - 460 °C-də deformasiya + yaşlanma, 16 saat.

LTMT zamanı sərtləşmə iki səbəbdən baş verir. Birincisi, soyuq deformasiya soyuq sərtləşmə yaradır və sonrakı yağış sərtləşməsi ərintinin daha yüksək ilkin sərtliyindən başlayır. İkincisi və xüsusilə vacib olan soyuq deformasiya dispersiyanın sərtləşməsinin təsirini artırır. Beləliklə, soyuq sərtləşmə olmadıqda, 450 ° C-də qocalma nəticəsində nimonic-90 ərintinin sərtləşməsi çox azdır - cəmi 15 kqf / mm 2. Soyuq deformasiya dərəcəsinin artması ilə, yaşlanma zamanı sərtləşmə davamlı olaraq artır (şəkildə 1 və 2 əyriləri fərqlənir).

90% sıxılma ilə, yaşlanma nəticəsində sərtliyin artması 175 kqf / mm 2 idi. Nəticə etibarı ilə, nəzərdən keçirilən halda, soyuq sərtləşmə, yaşlanma zamanı sərtləşməni böyüklük (!) ilə artırdı. Adi sxemə görə (bərkləşmə + yaşlanma) istilik müalicəsi zamanı sərtləşmə ilə müqayisədə LTMT-dən belə güclü sərtləşmə effekti nisbətən nadir bir hadisədir.

Bunun səbəbi 450 °C qocalma temperaturunun nimonik üçün çox aşağı olması və soyuq sərtləşmə olmadıqda, bu temperaturda həddindən artıq doymuş məhlulun parçalanması çox ləng inkişaf edir. Sərtləşmədən sonra yaşlanma maksimum sərtləşmə üçün optimal temperaturda (təxminən 700 ° C) aparılırsa, soyuq sərtləşmənin tətbiqi təsiri əhəmiyyətli dərəcədə az olacaqdır.

Çox birinci yaxınlaşma üçün iddia etmək olar ki, soyuq sərtləşmə, həddindən artıq doymuş məhlulun kristallarında qüsurların sıxlığını artıraraq, onu termodinamik cəhətdən daha az sabit edir və qocalmanı sürətləndirir. Bununla belə, eksperimental sübutlar və daha ətraflı təhlillər göstərir ki, soyuq sərtləşmənin yaşlanmaya təsiri olduqca mürəkkəb ola bilər. Bu təsirin xarakteri sərtləşmə, deformasiya və yaşlanma rejimlərindən, ərintinin təbiətindən və bir ərinti üçün - yaşlanma zamanı yağıntının növündən asılıdır.

"Metalların istilik müalicəsi nəzəriyyəsi",
İ.I.Novikov

HTMT zamanı austenit termodinamik sabitlik bölgəsində deformasiyaya uğrayır və sonra martenzitə bərkidilir (alaşımlı polad emal sxemi üçün şəklə baxın). Sərtləşdikdən sonra aşağı temperləmə aparılır. Deformasiya (yayma döymə) ilə adi istilik müalicəsinin əsas məqsədi sərtləşmə üçün xüsusi istiləşməni aradan qaldırmaq və bununla da iqtisadi effekt əldə etməkdir. HTMT-nin əsas məqsədi mexaniki xüsusiyyətləri yaxşılaşdırmaqdır...

M. L. Bernşteyn tərəfindən təkrar istilik müalicəsi zamanı aşkar edilmiş HTMT-dən sərtləşmənin irsiyyət ("reversibility") fenomeni böyük maraq doğurur. Məlum oldu ki, polad söndürmə üçün qızdırma temperaturunda qısa müddət ərzində yenidən bərkidildikdə və ya HTMT ilə gücləndirilmiş polad əvvəlcə yüksək temperlənməyə məruz qaldıqda və sonra yenidən bərkidildikdə HTMT-dən sərtləşmə qorunub saxlanılır. Məsələn, rejimə uyğun olaraq HTMT-dən sonra 37XH3A poladın dartılma gücü...

Çeliklərin TMT prosesləri 50-ci illərin ortalarında struktur gücünü artırmaq üçün yeni yolların axtarışı ilə əlaqədar intensiv şəkildə öyrənilməyə başlandı. Aşağı temperaturlu termomexaniki müalicə (LTMT) LTMT zamanı həddindən artıq soyudulmuş austenit artan dayanıqlılıq bölgəsində deformasiyaya uğrayır, lakin həmişə yenidən kristallaşmanın başlanğıc temperaturundan aşağı olur və sonra (martenzitə çevrilir. Bundan sonra aşağı temperləşdirmə aparılır (yox). şəkildə göstərilmişdir).Emal sxemi...

Metalların gücü və digər mexaniki xüsusiyyətlərinin artırılması bir çox yolla əldə edilir, ən çox yayılmışlardan biri termomexaniki emaldır. Bu üsul istilik müalicəsi və plastik deformasiyanı birləşdirir.

Metalların termomexaniki emalı(TMO) insanlar tərəfindən uzun müddət istifadə olunur, qədim zamanlarda dəmirçilər bu texnologiyadan istifadə edərək bıçaqlar düzəldirlər, iş parçasını dəmirçidə qızdırırlar, sonra çəkiclə emal edir və soyuq suda kəskin şəkildə soyudulurlar, proses bir neçə dəfə təkrarlanır. dəfə.

Bu yolla güclü, kəskin və kifayət qədər davamlı məhsullar yaratmaq mümkün idi. İndiki vaxtda oxşar təsir metal və ərintilərə də tətbiq olunur; TMT-nin hansı növlərinin mövcud olduğuna və işlənmiş iş parçalarının hansı xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırdıqlarına baxaq.

Termomexaniki müalicənin aşağıdakı növləri var:

• Yüksək temperatur;


• Aşağı temperatur.

Hər bir metal və ərinti növü üçün bir emal sxemi fərdi olaraq seçilir, çünki bütün materiallar fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri ilə fərqlənir. Bu proseslərin texnologiyasına daha yaxından nəzər salaq.

Metalların yüksək temperaturda termomexaniki emalı

Bu tip emalda metalın deformasiyası onun əvvəlcədən qızdırılmasından sonra baş verir. Materialın temperaturu yenidən kristallaşma temperaturundan yuxarı olmalıdır, başqa sözlə, austenitik vəziyyətdə olmalıdır.

Plastik deformasiya austenitdə sərtləşmənin əmələ gəlməsinə gətirib çıxarır, bundan sonra metal söndürülməyə və istiləşməyə məruz qalır.

Metalın yüksək temperaturda termo-mexaniki emalı aşağıdakı nəticələr verir:

• Soyuq kövrəkliyin temperatur həddinin aşağı salınması;


• Kövrək sınıqlara qarşı artan müqavimət;


• Temperatur kövrəkliyinin inkişafı aradan qaldırılır;


• Artan təsir gücü;


• İstilik müalicəsi zamanı çatlamaya qarşı həssaslığı azaldır.

Alaşımlı, struktur, yay, karbon və alət poladları belə emal üçün uyğundur.

Metalların aşağı temperaturda termomexaniki emalı

Bu cür emalda iş parçası da austenit vəziyyətinə qədər qızdırılır, bu vəziyyətdə saxlanılır və sonra soyutma baş verir. Soyuduqdan sonra temperaturun yenidən kristallaşma temperaturundan aşağı və martenzitin çevrilmə temperaturundan yüksək olması vacibdir. Bu vəziyyətdə hissələrin plastik deformasiyası həyata keçirilir.

Temperaturu beynit çevrilmə temperaturuna bərabər olduqda həddindən artıq soyumuş vəziyyətdə olan austenitin deformasiyası da tətbiq edilir.

Metalın aşağı temperaturlu termomexaniki emalı temperləmə zamanı materialın sabitliyini təmin etmir, əlavə olaraq güclü avadanlıqdan istifadə edərək plastik deformasiya aparılır. Bu amillər sənayedə bu metodun tətbiq dairəsini məhdudlaşdırır.

Metalların termomexaniki emalı harada istifadə olunur?

Metalın termomexaniki emalının istifadə olunduğu bir neçə sahə var, çünki bu, istehsal olunan hissələrin keyfiyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmağa kömək edir.

Bu texnologiyanın əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, eyni vaxtda materialın çevikliyini və möhkəmliyini artırmağa imkan verir ki, bu da unikal bir fenomendir.

Maşınqayırma, müdafiə və nəqliyyat sənayesində bu cür keyfiyyətlər yüksək qiymətləndirilir, buna görə də texnologiya tez-tez istifadə olunur.

Metal möhkəmləndiyindən və onun kristal qəfəsindəki qüsurlar aradan qaldırıldığından, hazır məhsullar eroziyaya və korroziyaya daha davamlı olur, qalıq gərginlik yaranmır və onların xidmət müddəti əhəmiyyətli dərəcədə artır.

Metalların termomexaniki emalı üçün hansı avadanlıqdan istifadə olunur

Metalın termo-mexaniki emalı iş parçasına qızdırmaq, soyutmaq və təzyiq göstərmək üçün xüsusi cihazların istifadəsini nəzərdə tutur.

Əvvəla, hissələri qızdırmaq üçün xüsusi sobalar istifadə olunur, onlarda temperatur fərqli ola bilər, hamısı emal ediləcək materialın növündən asılıdır.

Plastik deformasiya xüsusi maşınlarda aparılır - bu broşlama, döymə və ya ştamplama ola bilər.

Güclü aqreqatlar avtomatik xətlərə daxil edilə bilər ki, bu da emal prosesini xeyli asanlaşdırır və onu daha məhsuldar edir.

Sərgidə maşınqayırma üçün avadanlıq

TMT-nin və digər metal emalı proseslərinin necə baş verdiyini Moskva Eksposentrində tapa bilərsiniz.

Tədbirdə sənaye müəssisələrinin və kiçik sexlərin sahibləri üçün ziyarət maraqlı olacaq, çünki 1000-dən çox şirkətin nümayəndələri ən son maşın, alət və digər avadanlıqları nümayiş etdirəcəklər.

Həmçinin, müxtəlif ölkələrdən olan sərgi iştirakçıları biznesin optimallaşdırılmasına və onun gəlirliliyinin artırılmasına kömək edən innovativ texnologiyalarını qonaqlara təqdim edəcəklər.