Кіріспе. ҚТ және өртке қарсы шаралар инструктажы. ОӨ тәжірибесінің мақсаты, өту графигімен таныстыру. Дәнекерлеу кезіндегі металлургиялық және жылулық процесстер. Дәнекерлеу кернеулері мен деформациялары
Дәнекерленген байланысты қалыптастыру
жүктеу/скачать 302,16 Kb.
|
| Дәнекерленген байланысты қалыптастыру. Металл тігісінің кристалдану үрдісі және жылу әсері аймағы құрылымының өзгерісі
Дәнекерлеу кезіндегі доғал дәнекерлеу ваннасына қысым келтіреді. Бұл сұйық метал доғал негізі астынан шығарылады, сөйтіп доғал дәнекерлеу ваннасына келіп түседі. Қолмен қалың қабатты электродтармен дәнекерлеу кезінде доғалдың түсу тереңдігі 3 ... 4 мм құрайды, ал флюс астында дәнекерлеу кезінде – 8... 10 мм құрайды. Доғалдың жылжуы бойынша металдің балқуының артқы бөлігінің аймағында жылудың суық металға қарқынды айналуы өтеді. Балқытумен дәнекерлеу физикалық табиғаты бойынша - металлургиялық үрдіс. Қалыптасқан кристаллиттер жылу берудің үстінде перпендикуляр бағытта өседі. Брінші кристалданған қабатты суытқаннан соң жылу берудің нашарлауынан кристаллизацияның біршама кешігуі және осы қабаттан кристаллизацияның жасырын жылуының шығуы өтеді. Біршама кешіккеннен соң (негізгі метал тереңдігінде жылу келуінің тоқтамауы салдарынан) екінші қабат және т.б. кристалдануы басталады. Осылайша, тігіс металдің барлық тігінен және көлденеңнен қимасы бойынша кезекпен кристалдану өтеді. Кристалданатын қабаттың қалыңдығы миллиметрдің ондық үлесінен бірнеше миллиметрге дейін ауытқиды. Бір жолдық тігістің кристалданған металі мұнара құрылысты болады. Бұл кристаллиттер басқа бағыттарға қарағанда жылу беру бағытына қарай (балқу шекарасына перпендикуляр) тез өсетіндігімен негізделеді. Кристалданған қабаттардың едәуір сипаттағы көрінісі электршлакпен дәнекерлеу кезінде метал тігісінде байқалады. Әр кристаллиттің осі тігінен болмайды: ол тігіс ұзындығының бағытына қарай біршама иілген. Флюспен дәнекерлеу кезінде тігістің салқындау жылдамдығы төмендейді. Бұл метал тігісінен газдарды жоюға және шлакты қоысылыстардың қалқып шығуына қолайлы жағдай тудырады, дегенмен кристаллитер өлшемі тез арада ұлғаяды, бұл метал тігісінің беріктігін төмендетеді. Металдің механикалық қасиетінің төмендеуін болдырмау үшін тігіс құрылымын бөлшектеу қажет. Бұл үшін балқытылған металге алюминий, титан немесе ванадий қоспаларын (модификаторларын) енгізеді. Дәнекерлеуші ваннаны суытқан кезде металда дәнекерлік тігіс қалыптасады. Сонымен бірге құймалық шөгу болады. Металл көлемі кішірейеді, ол едәуір тығыз, ал дәнекерлік қосылыста ішкі ұзыннан және көлденеңнен кернеу пайда болады. Көлденең кернеу әсерінен дәнекер бөлігі ұзыннан бағытта майысады, ал көлденең кернеу әсерінен - көлденеңде, әдетте, бұрыштық майысулар туындайды – еріген металдың көп бөлігіне ауысады. Металлдың тігісінде кристалдану үрдісінде қорытпа құрамдастардың тегіс емес жайылуы туындайды. Бұл құбылысты метал қорытуда ликвация деп аталады. Жою – бұл, алдымен перифериялық тігістің химиялық құрамының және металл тігісінің орталық бөлігінің біркелікі болмауы. Дендритті (кристалл ішіндегі) ликвация жеке кристалдардың химиялық құрамының біркелкі болмауымен сипатталады. Дендриттердің орталық бөлігі, әдетте, таза қатты қоспа болады, ал дендриттер арасындағы шекара зиянды қоспалармен ластанған. Сондықтан жүктеме астында жиі түрде метал тігісінің бұзылуы түйіршіктер шекаралары бойынша өтеді. Жоюдың зиянды әсерге ұшырамау үшін, әсіресе, қоспаланған болаттарды дәнекерлеген кезде металдың химиялық құрамын түзету үшін дәнекер қосылыстың термиялық өңдеуін жасау қажет. Балқытылған дәнекермен жасалған дәнекерлік қосылыстарды үш негізгі құрылымдық қосылғыштарға бөлу керек: балқытылған (құйылған) металл аймағы (БТА), қоспаланған метал аймағы (ҚТА) және жылу әсерінің аймағы (ЖӘА). Соңында дәнекер қосылыстың беріктігіне металл тігісінің химиялық құрамының біркелкі болуымен қатар және әртүрлі ликвациялармен босаңсу әсерінаталған үш аймақтың құрылымы да береді. Едәуір жетілмеген, ал артынан қауіпті болатын балқыту аймағы болып табылады, о металдың балқыған тігісі мен негізгі металл бөлігінің үстіндегі жұқа (0,01 ...0,4 мм қалыңдығымен) қабат болып табылады. Бөлік шекарасында толық емес кристалдар балқуы өтеді. Балқу аймағында метал химиялық біркелкі емес. Бұл жерде дәнекерлік қосылыстың беріктігін төмендететін кернеу шоғырланған. Дәнекерлеу үрдісінде жоғары температура астында негізгі металл да қызады. Онда да нәзіктенуге әкеп соғатын құрылымдық өзгерістер де болады. Дәнекерлеу қосылыстарының жекелеген учаскелері қызатын температура балқыту нүктесінен қоршаған орта температурасына дейін өзгереді. Салқындату температурасына байланысты құрылымдық өзгерістер қатты қызған металл аймағында – балқыту температурасынан бірнеше төмен температура кезінде (1 539°С), балқыту аймағында – балқыту нүктесіне жақын температура кезінде, (және 1500°С), жылыту әсері аймағында - 1 500...200 °С температурасы кезінде өтеді. Металды одан әрі бөлме температурасына дейін салқындату кезінде ешбір өзгерістер болмайды. Жылу аймағының әсері қатты жылу, нормализация, толық емес қайта кристалдану, рекристаллизация және сынушылық учаскелері болып бөлінеді. Қатты жылу аумағында кейбір жағдайда қолмен дәнекерлеу кезінде ірі бидай тектес құрылым құрылады, ол металдың 65 созылмалылығын төмендетеді және оның нәзіктігін арттырады. Металдың ұру байланысын 25 %-ға дейін төмендетеді. Металдың қатты жылу учаскесін және балқу аймағын (толық емес балқу) шартты түрде «тігіс маңайындағы аймақ» деген жалпы атаумен біріктіреді, ол сонымен қатар, дәнекер қосылыстың әлсіз орны болып табылады. Сондықтан технолог пен дәнекерлеушінің басты міндеті - дәнекерлеудің ұтымды техникасын және тиісті технологиялық әдістерді қолдану есебінен тігіс жанындағы аймақта дәнекер қосылысты металдың беріктігін ең төмен азаюын қамтамасыз ету. Нормалау аумағында кіші бидай тектес екінші сұрыпты құрылым пайда болады. Металдың мехникалық қасиеті алдыңғы ахуалдағы негізгі металға қарағанда осы жерде жақсы болады. Қайта кристалдану аумағында металл жартылай қайта кристалдануға ұшырайды. Қайта кристалдану нәтижесінде пайда болған түйіндермен бірге бұл жерде бастапқы металлдың түйіні да бар. Қайта кристалдану аумағы пластикалық деформацияға ұшыраған (прокат) болатты дәнекерлеу кезінде байқалады. Бұл учаскеде ЗТВ-да металдың механикалық қасиетін өзгертпейтін бірнеше түйіндердің ұсақталуы байқалады. Көкшіл сынушылық аумағында төмен көмірқышқылды болаттарды дәнекерлеу кезінде металл үстінде көкшіл түсті жүгіртпе байқалады, сондай-ақ иілгіштіктің азаюы салдарынан оның ұру байланысы төмендеуі байқалады. Бұл болатта оттегі, азот және сутегі бірнеше артық мөлшерде болған жағдайда болады. Көкшіл сынушылық учаскесінде металл тігісінің құрылым негізгі металл құрылымынан айырмашылығы болмайды, дегенмен иілгіштігінің төмендеуінен сызаттар пайда болуы мүмкін. ЗТВ жекелеген учаскелерінің көлемі және осы аймақтың жалпы ені айдау энергиясына тәуелді. Қолмен доғалды дәнекерлеу кезінде, мысалы болат құрылымдарда ЗТВ ені орташа 6...8 мм құрайды, флюспен автоматты дәнекерлеу кезінде – 2,5 мм, ал газды отты дәнекерлеу кезінде 25...30 мм жетеді. Нәтижесінде ЗТВ-да металл жиынтық кернеудің едәуір әсеріне ұшырайды және майысады. 100...450°С температура интервалында ЗТВ темірдің карбид пен нитридтерінің түсіп қалуымен қайратма үрдісі және тозу үрдісі болуы мүмкін. Тозу осал бұзылуларға қарсы металл кедергісін мен тұтқырлығының, иілгіштігінің төмендеуімен сүйемелденеді. Осылайша, жоғары сапалы дәнекерлеу қосылғышты алу үшін дәнекерлеу техниканың ұтымды әдістері ғана емес, дәнекерлеу 66 режимін дұрыс таңдау мен қадағалаумен бірге дәнекерлеуге бөлшектерді дайындау түрлерін негізді түрде таңдау қажет. Дәнекерлеу құрылымын пайдалану үрдісінде сонымен бірге, металл тігісі мен дәнекерлеу қосылыстарының тозуы мен тот басу өтеді. Тозу уақыт өте келе металдың механикалық қасиеті ретінде құрылымның өзгеру үрдісін атайды. Тозу металдың қаттылығы мен нәзіктігінің артуымен байқалады. Бөлме температурасында өтетін тозу үрдісі табиғи тозу деп аталады, ал артынан салқындатумен белгіленген температурға дейін қыздыру кезінде – жасанды тозу деп аталады. Жасанды тозуға негізінен металл тігісін ұру байланысына сынау кезінде бағаланатын оның беріктігін белгіленген шекке дейін арттыру үшін титан мен алюминий құймасы ұшырайды. Тот басу дегеніміз сыртқы ортаның әсерінен металдың физикалықхимиялық бұзылу үрдісін атайды. Әртүрлі ортада және әртүрлі температурада дәнекер қосылыстардың тот басу беріктігі тот басуды бұзу қабілеті бар ортада пайдаланылатын қосылыстар үшін маңызды мәні бар (атмосфералық ылғал, теңіз суы, қышқылдар мен қоспасы). Үрдіс сипаттамасы бойынша химиялық және электрохимиялық тот басуды бөледі. Химиялық тот басу қоршаған ортаның тікелей әсерінен және электр тоғының болмауы кезінде металдың қышқылдану үрдісін атайды. Темірдің тотығуы және оның балқуы ауада, таза ауыз суында, шоғырланған агрессивті ортада және т.б. өтеді. Электрохимиялық тот басу электролиттерде (тұз, қышқыл немесе тотығу қоспаларында) өтетіндігімен сипатталады. Тот басуға беріктік металл үстінің химиялық құрамына, құрылымына, ахуалына және онда кернеудің болуына байланысты, сондай-ақ металл үсті бойынша агрессивті ортаның химиялық құрамына, температурасына және ауысу жылдамдығына байланысты. Мысалы, өзен мен теңіз кемелерінің корпусын жөндеу кезінде копустың су асты бөлігінің сыртқы беті тот басқан металдан жасалған учаскелері бар екендігі белгіленді. Тот басу себебін талдау корпустың үстінен алынбаған окалин бөлігі едәуір жоғары потенциалды бар екендігі және катод болып табылатындығын анықтады. Окалина жоқ корпус учаскесі анод болып табылады, сондықтан күшейтілген тот басу бұзушылығына ұшырайды. Дәнекерленген құрылымдарды тот басудан қорғау үшін оларды арнайы топырақты бояулармен сырлайды. Теңіз суында немесе осындай ортада пайдалану үшін арналған төмен көмірқышқылды және төмен колегирленген болаттардың дәнекерленген тігістерінің тот басуға беріктігін арттыру үшін қолмен дәнекерлеу тігіс металына 0,55% никель енгізу ұсынылады. Ол үшін 0,7 ... 1,1 % никель құрамдас негізгі жабынымен Э-138/Н-50 маркалы электродты қолданады. Флюс астында автоматты дәнекерлеу құрамында 0,9...1,2% никель бар Св-08ГНА дәнекерлеу сымымен жасалады. жүктеу/скачать 302,16 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|