Պողպատե մակնշում ըստ ռուսական, եվրոպական և ամերիկյան համակարգերի: Պողպատների քիմիական բաղադրությունը և դասակարգումն ըստ նշանակության Պողպատների ֆիրմային կազմը և դասակարգումն ըստ նշանակության

Նման հարցի ըմբռնումը, ինչպիսին է ածխածնային պողպատների դասակարգումը, շատ կարևոր է, քանի որ դա թույլ է տալիս ամբողջական պատկերացում կազմել այս հայտնի նյութի այս կամ այն տեսակի բնութագրերի մասին: Ինչպես և ցանկացած այլ, պակաս կարևոր չէ, և մասնագետը պետք է կարողանա հասկանալ այն, որպեսզի ընտրի ճիշտ համաձուլվածքը՝ իր հատկություններին և քիմիական բաղադրությանը համապատասխան։

Տարբերակիչ բնութագրերը և հիմնական կատեգորիաները

Ածխածնային պողպատները, որոնք հիմնված են երկաթի և ածխածնի վրա, ներառում են համաձուլվածքներ, որոնք պարունակում են նվազագույն լրացուցիչ կեղտեր: Ածխածնի քանակական պարունակությունը հիմք է հանդիսանում պողպատների հետևյալ դասակարգման համար.

ցածր ածխածնի (ածխածնի պարունակությունը 0,2%);
միջին ածխածին (0,2–0,6%);
բարձր ածխածնի (մինչև 2%):

Ի լրումն պատշաճ տեխնիկական բնութագրերի, հարկ է նշել մատչելի արժեքը, ինչը կարևոր է մի նյութի համար, որը լայնորեն օգտագործվում է ապրանքների լայն տեսականի արտադրության համար:

Տարբեր դասերի ածխածնային պողպատների առավել նշանակալից առավելությունները ներառում են.

բարձր պլաստիկություն;
լավ աշխատունակություն (անկախ մետաղի ջեռուցման ջերմաստիճանից);
գերազանց weldability;
բարձր ուժի պահպանում նույնիսկ զգալի ջեռուցմամբ (մինչև 400 °);
լավ հանդուրժողականություն դինամիկ բեռների նկատմամբ:

Ածխածնային պողպատներն ունեն նաև թերություններ, որոնց թվում արժե առանձնացնել.

համաձուլվածքի ճկունության նվազում՝ դրա բաղադրության մեջ ածխածնի պարունակության ավելացմամբ.
կտրելու կարողության վատթարացում և կարծրության նվազում 200°-ից բարձր ջերմաստիճանում տաքացնելիս.
բարձր զգայունություն կոռոզիոն գործընթացների ձևավորման և զարգացման նկատմամբ, ինչը լրացուցիչ պահանջներ է դնում նման պողպատից պատրաստված արտադրանքի վրա, որը պետք է պատված լինի պաշտպանիչ ծածկով.
թույլ էլեկտրական բնութագրեր;
ջերմային ընդլայնման միտում.

Ածխածնի համաձուլվածքների դասակարգումն ըստ կառուցվածքի արժանի է հատուկ ուշադրության։ Դրանցում փոխակերպումների վրա հիմնական ազդեցությունն ունենում է ածխածնի քանակական պարունակությունը։ Այսպիսով, հիպոէուտեկտոիդ դասակարգված պողպատներն ունեն կառուցվածք, որը հիմնված է ֆերիտի և պեռլիտի հատիկների վրա: Նման համաձուլվածքներում ածխածնի պարունակությունը չի գերազանցում 0,8%-ը: Ածխածնի քանակի ավելացմամբ ֆերիտի քանակությունը նվազում է, իսկ պեռլիտի ծավալը, համապատասխանաբար, մեծանում է։ Ըստ այս դասակարգման, 0,8% ածխածին պարունակող պողպատները դասակարգվում են որպես էուտեկտոիդներ, որոնց կառուցվածքի հիմքը գերակշռում է մարգարիտը: Ածխածնի քանակի հետագա աճով սկսում է ձևավորվել երկրորդական ցեմենտիտ: Այս կառուցվածքով պողպատները պատկանում են հիպերէուտեկտոիդ խմբին։

Պողպատի բաղադրության մեջ ածխածնի քանակի աճը մինչև 1% հանգեցնում է նրան, որ մետաղի այնպիսի հատկությունները, ինչպիսիք են ամրությունը և կարծրությունը, զգալիորեն բարելավվում են, մինչդեռ ելքի ուժն ու ճկունությունը, ընդհակառակը, վատթարանում են: Եթե պողպատում ածխածնի քանակությունը գերազանցում է 1%-ը, դա կարող է հանգեցնել նրա կառուցվածքում երկրորդային մարտենզիտի կոպիտ ցանցի ձևավորմանը, որը բացասաբար է անդրադառնում նյութի ամրության վրա։ Այդ իսկ պատճառով բարձր ածխածնային դասակարգված պողպատներում ածխածնի քանակը, որպես կանոն, չի գերազանցում 1,3%-ը։

Ածխածնային պողպատների հատկությունների վրա լրջորեն ազդում են դրանց բաղադրության մեջ պարունակվող կեղտերը։ Համաձուլվածքի բնութագրերի վրա դրական ազդեցություն ունեցող տարրերը (բարելավում են մետաղի դեօքսիդացումը) սիլիցիումն ու մանգանն են, մինչդեռ ֆոսֆորը և ծծումբը կեղտեր են, որոնք վատթարացնում են դրա հատկությունները։ Ածխածնային պողպատում բարձր պարունակությամբ ֆոսֆորը հանգեցնում է նրան, որ դրանից պատրաստված արտադրանքը ծածկվում է ճաքերով և նույնիսկ կոտրվում ցածր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ: Այս երեւույթը կոչվում է սառը փխրունություն: Սովորաբար, ֆոսֆորի բարձր պարունակությամբ պողպատները, եթե դրանք տաք վիճակում են, լավ են հարմարվում եռակցման և մշակման համար՝ օգտագործելով դարբնոց, դրոշմում և այլն:

Ածխածնային պողպատներից պատրաստված արտադրանքներում, որոնք պարունակում են զգալի քանակությամբ ծծումբ, կարող է առաջանալ մի երևույթ, որը կոչվում է կարմիր փխրունություն: Այս երեւույթի էությունն այն է, որ մետաղը, երբ ենթարկվում է բարձր ջերմաստիճանի, դառնում է դժվար մշակվող։ Ածխածնային պողպատների կառուցվածքը, որոնք պարունակում են զգալի քանակությամբ ծծումբ, կազմված են սահմաններում հալվող գոյացություններ ունեցող հատիկներից։ Նման գոյացությունները սկսում են հալվել, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, ինչը հանգեցնում է հատիկների միջև կապի խզման և, որպես հետևանք, մետաղական կառուցվածքում բազմաթիվ ճաքերի առաջացման։ Մինչդեռ ծծմբի ածխածնի համաձուլվածքների պարամետրերը կարող են բարելավվել, եթե դրանք միկրոլեգուլված լինեն ցիրկոնիումով, տիտանով և բորով։

Արտադրության տեխնոլոգիաներ

Այսօր մետաղագործական արդյունաբերության մեջ օգտագործվում են երեք հիմնական տեխնոլոգիաներ. Նրանց հիմնական տարբերությունները օգտագործվող սարքավորումների տեսակն են: Սա.

փոխարկիչի տիպի հալման վառարաններ;
բաց օջախի միավորներ;
հալեցման վառարաններ, որոնք սնվում են էլեկտրականությամբ.

Փոխակերպիչ գործարաններում հալեցնում են պողպատի համաձուլվածքի բոլոր բաղադրիչները՝ չուգուն և պողպատի ջարդոն։ Բացի այդ, նման վառարաններում հալած մետաղը լրացուցիչ մշակվում է տեխնիկական թթվածնի օգտագործմամբ: Այն դեպքերում, երբ հալած մետաղի մեջ առկա կեղտերը պետք է վերածվեն խարամի, դրան ավելացնում են այրված կրաքար։

Այս տեխնոլոգիայի կիրառմամբ ածխածնային պողպատի արտադրության գործընթացը ուղեկցվում է մետաղի և դրա թափոնների ակտիվ օքսիդացումով, որի արժեքը կարող է հասնել համաձուլվածքի ընդհանուր ծավալի մինչև 9%-ի։ Այս տեխնոլոգիական գործընթացի թերությունն այն է, որ այն արտադրում է զգալի քանակությամբ փոշի, և դրա համար անհրաժեշտ է օգտագործել փոշու մաքրման հատուկ միավորներ: Նման լրացուցիչ սարքերի օգտագործումը ազդում է ստացված արտադրանքի արժեքի վրա: Այնուամենայնիվ, բոլոր թերությունները, որոնք բնութագրում են այս տեխնոլոգիական գործընթացը, լիովին փոխհատուցվում են դրա բարձր արտադրողականությամբ:

Բաց օջախով հալվելը ևս մեկ հայտնի տեխնոլոգիա է, որն օգտագործվում է տարբեր դասերի ածխածնային պողպատներ արտադրելու համար: Բոլոր անհրաժեշտ հումքերը (պողպատի ջարդոն, չուգուն և այլն) բեռնվում են բաց օջախի այն հատվածում, որը կոչվում է հալման խցիկ, որը տաքացվում է մինչև հալման ջերմաստիճանը։ Խցիկում տեղի են ունենում բարդ ֆիզիկական և քիմիական փոխազդեցություններ, որոնց մասնակցում են հալած մետաղը, խարամը և գազային միջավայրը։ Արդյունքում ստացվում է պահանջվող բնութագրերով համաձուլվածք, որը հեղուկ վիճակում արտանետվում է վառարանի հետևի պատի հատուկ անցքի միջոցով։

Էլեկտրական վառարաններում հալման արդյունքում ստացված պողպատը, սկզբունքորեն տարբեր ջեռուցման աղբյուրի օգտագործման պատճառով, չի ենթարկվում օքսիդացող միջավայրի, ինչը այն դարձնում է ավելի մաքուր: Էլեկտրական վառարաններում հալման արդյունքում արտադրված ածխածնային պողպատի տարբեր տեսակներ պարունակում են ավելի քիչ ջրածին: Այս տարրը համաձուլվածքների կառուցվածքում փաթիլների առաջացման հիմնական պատճառն է, որոնք զգալիորեն վատթարացնում են դրանց բնութագրերը։

Անկախ նրանից, թե ինչպես է ածխածնի համաձուլվածքը ձուլվել և անկախ նրանից, թե դասակարգման որ կատեգորիային է այն պատկանում, դրա արտադրության հիմնական հումքը չուգունն ու մետաղի ջարդոնն է։

Ուժի բնութագրերի բարելավման մեթոդներ

Եթե դասարանների հատկությունները բարելավվում են դրանց բաղադրության մեջ հատուկ հավելումներ ներդնելով, ապա ածխածնի համաձուլվածքների հետ կապված այս խնդրի լուծումն իրականացվում է ջերմային մշակման միջոցով: Վերջինիս առաջադեմ մեթոդներից է մակերեսային պլազմայի կարծրացումը։ Այս տեխնոլոգիայի կիրառման արդյունքում մետաղի մակերեսային շերտում գոյանում է մարտենսիտից կազմված կառուցվածք, որի կարծրությունը կազմում է 9,5 ԳՊա (որոշ հատվածներում այն հասնում է 11,5 ԳՊա-ի)։

Մակերեւութային պլազմայի կարծրացումը հանգեցնում է նաև մետաղական կառուցվածքում մետակայուն պահպանված ավստենիտի ձևավորմանը, որի քանակությունը մեծանում է, եթե ավելանում է ածխածնի տոկոսը պողպատի բաղադրության մեջ։ Այս կառուցվածքային ձևավորումը, որը կարող է վերածվել մարտենզիտի, երբ աշխատում է ածխածնային պողպատից պատրաստված արտադրանքի մեջ, զգալիորեն բարելավում է մետաղի այնպիսի բնութագրերը, ինչպիսիք են մաշվածության դիմադրությունը:

Ածխածնային պողպատի բնութագրերը զգալիորեն բարելավելու արդյունավետ միջոցներից մեկը քիմիական-ջերմային բուժումն է: Այս տեխնոլոգիայի էությունն այն է, որ որոշակի ջերմաստիճանի տաքացվող պողպատե համաձուլվածքը ենթարկվում է քիմիական գործողության, ինչը կարող է զգալիորեն բարելավել դրա բնութագրերը: Նման մշակումից հետո, որը կարող է կիրառվել տարբեր դասերի ածխածնային պողպատների վրա, մետաղի կարծրությունը և մաշվածության դիմադրությունը մեծանում է, իսկ խոնավ և թթվային միջավայրերի նկատմամբ կոռոզիոն դիմադրությունը բարելավվում է:

Դասակարգման այլ տարբերակներ

Մեկ այլ պարամետր, որով դասակարգվում են ածխածնի համաձուլվածքները, վնասակար կեղտից դրանց մաքրման աստիճանն է: Պողպատները, որոնք պարունակում են նվազագույն քանակությամբ ծծումբ և ֆոսֆոր, ունեն ավելի լավ մեխանիկական բնութագրեր (բայց նաև ավելի բարձր արժեք): Այս պարամետրը հիմք դարձավ ածխածնային պողպատների դասակարգման համար, ըստ որի համաձուլվածքները առանձնանում են.

սովորական որակ (B);
որակական (B);
որակի բարձրացում (A):

Առաջին կարգի պողպատները (դրանց քիմիական բաղադրությունը չի նշվում արտադրողի կողմից) ընտրվում են միայն մեխանիկական բնութագրերի հիման վրա: Նման պողպատները բնութագրվում են նվազագույն արժեքով: Նրանք չեն ենթարկվում ջերմային կամ ճնշումային մշակման: Բարձրորակ պողպատների համար արտադրողը սահմանում է քիմիական բաղադրությունը, իսկ բարձրորակ համաձուլվածքների համար՝ մեխանիկական հատկությունները։ Կարևորն այն է, որ առաջին երկու կատեգորիաների համաձուլվածքներից (B և C) պատրաստված արտադրանքը կարող է ենթարկվել ջերմային մշակման և տաք պլաստիկ դեֆորմացման:

Գոյություն ունի ածխածնային համաձուլվածքների դասակարգում՝ ըստ դրանց հիմնական նշանակության։ Այսպիսով, տարանջատում են կառուցվածքային պողպատները, որոնցից արտադրվում են տարբեր նպատակների համար նախատեսված մասեր, և գործիքների պողպատներ, որոնք օգտագործվում են դրանց անվանմանը համապատասխան՝ տարբեր գործիքների արտադրության համար: Գործիքների համաձուլվածքները, համեմատած կառուցվածքային համաձուլվածքների հետ, բնութագրվում են աճող կարծրությամբ և ամրությամբ:

Ածխածնային պողպատի մակնշման մեջ կարող եք գտնել «sp», «ps» և «kp» նշանակումները, որոնք ցույց են տալիս դրա դեօքսիդացման աստիճանը: Սա եւս մեկ պարամետր է նման համաձուլվածքների դասակարգման համար:
Մակնշման մեջ «sp» տառերը ցույց են տալիս հանգիստ համաձուլվածքներ, որոնք կարող են պարունակել մինչև 0,12% սիլիցիում: Դրանք բնութագրվում են ազդեցության լավ ուժով նույնիսկ ցածր ջերմաստիճաններում և բնութագրվում են կառուցվածքի և քիմիական կազմի բարձր միատեսակությամբ: Նման ածխածնային պողպատներն ունեն նաև թերություններ, որոնցից ամենակարևորն այն է, որ դրանցից պատրաստված արտադրանքի մակերեսը ցածր որակի է, քան եռացող պողպատներինը, և եռակցման աշխատանքներից հետո դրանցից պատրաստված մասերի բնութագրերը զգալիորեն վատանում են:

Կիսահանգիստ համաձուլվածքները (նշվում են «ps» տառերով, որոնցում սիլիցիումը կարող է պարունակվել 0,07–0,12% միջակայքում, բնութագրվում է դրանց բաղադրության մեջ կեղտերի միատեսակ բաշխմամբ։ Սա ապահովում է դրանցից պատրաստված արտադրանքի բնութագրերի հետևողականությունը:

Եռացող ածխածնային պողպատներում, որոնք պարունակում են ոչ ավելի, քան 0,07% սիլիցիում, դեօքսիդացման գործընթացն ամբողջությամբ ավարտված չէ, ինչը հանգեցնում է դրանց կառուցվածքի տարասեռությանը։ Մինչդեռ դրանք առանձնանում են մի շարք առավելություններով, որոնցից առավել նշանակալիցներն են.

ցածր գին, որը բացատրվում է հատուկ հավելումների աննշան պարունակությամբ.
բարձր պլաստիկություն;
լավ եռակցվածություն և մշակելիություն՝ օգտագործելով պլաստիկ դեֆորմացիայի մեթոդները:

Ինչպե՞ս են նշվում ածխածնային պողպատի համաձուլվածքները:

Ածխածնային պողպատի նշագրման սկզբունքները հասկանալը նույնքան հեշտ է, որքան դրա դասակարգման հիմքը. դրանք շատ չեն տարբերվում այլ կատեգորիաների պողպատե համաձուլվածքների նշանակման կանոններից: Նման նշանները վերծանելու համար հարկավոր չէ նույնիսկ հատուկ աղյուսակներ նայել:

Հալվածքի ապրանքանիշի նշման հենց սկզբում «U» տառը ցույց է տալիս, որ այն պատկանում է գործիքների կատեգորիային: Նշման ամենավերջում գրված «A», «B» և «C» տառերը ցույց են տալիս, թե որ որակի ածխածնային պողպատից է պատկանում: Համաձուլվածքում պարունակվող ածխածնի քանակը նշվում է դրա նշագրման հենց սկզբում։ Ավելին, բարձրորակ պողպատների համար («Ա» խումբ) այս տարրի քանակը կնշվի հարյուրերորդական տոկոսով, իսկ «B» և «C» խմբերի համաձուլվածքների համար՝ տասներորդներով:

Առանձին ածխածնային պողպատների մակնշման մեջ կարող եք գտնել «G» տառը քանակական ածխածնի պարունակությունը ցույց տվող թվերից հետո: Այս նամակը ցույց է տալիս, որ մետաղը պարունակում է այնպիսի տարրի ավելացված քանակություն, ինչպիսին է մանգանը: «sp», «ps» և «kp» նշանակումները ցույց են տալիս, թե ածխածնային պողպատի դեօքսիդացման որ աստիճանին է համապատասխանում:

Ածխածնի համաձուլվածքները, իրենց բնութագրերի և ցածր գնի շնորհիվ, ակտիվորեն օգտագործվում են տարբեր նպատակների համար շինարարական կառույցների տարրերի, մեքենաների մասերի, գործիքների և մետաղական արտադրանքների արտադրության համար:

2, միջին գնահատականը: 5,00 5-ից)

Պողպատը երկաթի և ածխածնի (որպես մշտական անմաքրություն) ճկուն և կռած համաձուլվածք է։ Պարունակում է նաև այլ համաձուլվածքային տարրեր և այլ վնասակար կեղտեր: Ածխածնի պարունակությունը չպետք է գերազանցի 2,14%-ը: Այս համաձուլվածքի քիմիական բաղադրությունը փոխելով՝ օգտագործելով ածխածնի կոնցենտրացիան և ավելացնելով համաձուլվածքային տարրեր՝ հնարավոր է ստանալ այս մետաղի տարբեր դասերի լայն տեսականի, որոնք կունենան տարբեր հատկություններ: Սա այն է, ինչը թույլ է տալիս այս նյութը օգտագործել արդյունաբերության մեծ մասում:

Պողպատի դասակարգման սկզբունքները

Պողպատի դասակարգումը և մակնշումը տեղի է ունենում ըստ հետևյալ պարամետրերը.

Ըստ քիմիական կազմի

Կախված քիմիական բաղադրությունից՝ այս մետաղը բաժանվում է երկու տեսակի՝ ածխածնի և համաձուլվածքի։ Իր հերթին, ածխածինները բաժանվում են.

ցածր ածխածնի (ածխածնի պարունակությունը 0,2%-ից ցածր);
միջին ածխածնի (ածխածնի պարունակությունը 0,2% - 0,45%) միջակայքում;
բարձր ածխածնի (ածխածնի պարունակությունը 0,5%-ից բարձր):

Լեգիրված պողպատները դասակարգվում են ըստ համաձուլվածքի տարրերի ընդհանուր քանակի (ածխածնի պարունակությունը ամփոփված չէ. մանգանը սկսում է համաձուլվող տարր համարվել, երբ համաձուլվածքում դրա պարունակությունը 1-ից ավելի է, սիլիցիումը՝ ավելի քան 0,8%)։ Առանձնացվում են հետևյալները.

ցածր խառնուրդ (2,5% -ից ցածր);
միջին համաձուլվածք (2,5% - 10%) սահմաններում;
բարձր խառնուրդ (ավելի քան 10%):

Ըստ կառուցվածքի

Նման դասակարգման առանձնահատկությունը, ինչպիսին է նյութի կառուցվածքը, համարվում է պակաս կայուն, քանի որ դա կախված է հովացման արագությունից, համաձուլվածքից, ջերմային բուժման մեթոդից և որոշ այլ փոփոխական գործոններից: Այնուամենայնիվ, պատրաստի նյութի կառուցվածքը դեռ թույլ է տալիս օբյեկտիվ գնահատել դրա որակը: Պողպատի դասակարգումն ըստ կառուցվածքի եռացման և նորմալացման վիճակներում: Հալման վիճակում առանձնանում են հետևյալները.

Նորմալացման գործընթացից հետո պողպատը բաժանվում է հետևյալ դասերի.

մարգարիտ - պարունակում է փոքր քանակությամբ համաձուլվածքային տարրեր, կառուցվածքը նորմալացումից հետո՝ պեռլիտ, պեռլիտ + ֆերիտ, պեռլիտ + հիպերէուտեկտոիդ կարբիդ;
martensitic - պարունակում է մեծ քանակությամբ համաձուլվածքների տարրեր, ինչպես նաև համեմատաբար ցածր կրիտիկական կարծրացման մակարդակ;
austenitic - բնութագրվում է համաձուլվածքային տարրերի բարձր պարունակությամբ, կառուցվածքը` austenite, austenite + carbide:

Ըստ նպատակի

Պատճառներով, ինչպիսիք են նշանակումը ե պողպատները բաժանվում են կառուցվածքային, գործիքային և հատուկ նշանակության(հատուկ հատկություններ ունեցող):

Կառուցվածքայինները օգտագործվում են սարքերի, մեքենաների և շինարարական կառույցների տարրերի բոլոր տեսակի մասերի արտադրության համար: Դրանք բաժանվում են.

սովորական որակ;
բարելավված;
ցեմենտացված;
ավտոմատ;
բարձր ուժ;
գարուն-գարուն.

Գործիքներ օգտագործվում են կտրող, չափիչ և այլ գործիքների արտադրության համար։ Դրանք բաժանվում են հետևյալ խմբերի.

կտրող գործիքների արտադրության համար;
չափիչ գործիքների արտադրության համար;
դրոշմման և սեղմման սարքավորումների արտադրության համար.

Հատուկ նշանակության հատուկ ֆիզիկական և/կամ մեխանիկական հատկություններով համաձուլվածքներ են: Կան:

Որակով և արտադրության եղանակով

Այս դեպքում որակը հասկացվում է որպես մետաղի հատկությունների ամբողջություն, որոնք որոշվում են դրա արտադրության մետալուրգիական գործընթացով: Պողպատի որակը որոշվում է նրանում վնասակար կեղտերի առկայությամբ։ Առաջին հերթին դրանք ծծմբի և ֆոսֆորի քիմիական տարրերն են։ Կախված բովանդակությունից, դրանք բաժանվում են.

սովորական որակ - պարունակում է մինչև 0,06% ծծումբ և 0,07% ֆոսֆոր;
բարձրորակ - մինչև 0,035% ծծումբ և 0,035% ֆոսֆոր;
բարձրորակ - ոչ ավելի, քան 0,025% ծծումբ և 0,025% ֆոսֆոր:
հատկապես բարձր որակ՝ ոչ ավելի, քան 0,015% ծծումբ և 0,025% ֆոսֆոր:

Ըստ դօքսիդացման աստիճանի

Դեօքսիդացումը հեղուկ համաձուլվածքից թթվածնի հեռացման գործընթացն է: Չդեօքսիդացված պողպատն ունի համեմատաբար ցածր ճկունություն և ավելի ենթակա է փխրուն կոտրվածքների ճնշման տակ ջերմային մշակման ժամանակ: Ըստ դօքսիդացման աստիճանի դրանք բաժանվում են.

հանգիստ;
կիսահանգիստ;
եռացող.

Հալման վառարանում/կամ շերեփում մանգանի, ալյումինի և սիլիցիումի օգտագործմամբ անշարժ պողպատների դեօքսիդացման գործընթացը: Կաղապարում պնդացումը տեղի է ունենում հանգիստ, առանց գազի էվոլյուցիայի: Ձուլակտորների վերին մասում ձևավորվում է կծկվող խոռոչ։ Այս տեսակն ունի անիզոտրոպիա, այսինքն՝ մեխանիկական հատկությունները տարբեր են և կախված են ուղղությունից՝ պլաստիկ հատկությունները լայնակի ուղղությամբ (գլորվածքի ուղղությամբ) զգալիորեն ցածր են, քան երկայնական ուղղությամբ: Բացի այդ, ձուլակտորի վերին մասում ավելանում է ծծմբի, ֆոսֆորի և ածխածնի պարունակությունը, իսկ ստորին մասում՝ նվազում։ Սա զգալիորեն վատթարանում է արտադրանքի հատկությունները, երբեմն նույնիսկ մերժման աստիճանի:

Եռացող ջրում դեօքսիդացումը տեղի է ունենում միայն մանգանի շնորհիվ: Ավելորդ թթվածինը պնդացման ժամանակ մասամբ փոխազդում է ածխածնի հետ՝ ազատելով գազի պղպջակներ (ածխածնի օքսիդ)։ Այստեղ է ստեղծվում «եռալու» տպավորություն։ Այս տեսակի մեջ գործնականում չկան ոչ մետաղական ներդիրներ, որոնք առաջանում են դեօքսիդացման արտադրանքներից: Այն ցածր ածխածնային համաձուլվածք է՝ նվազագույն սիլիցիումի պարունակությամբ և գազային կեղտերի բարձր պարունակությամբ։ Օգտագործվում է մեքենայի թափքի մասերի և այլնի արտադրության մեջ։ Ունի լավ սառը ձևավորելիություն։

Կիսահանգիստ պողպատները միջին դիրք են զբաղեցնում հանգիստ և եռացող պողպատների միջև: Դեօքսիդացումն իրականացվում է երկու փուլով՝ մասամբ հալման վառարանում և շերեփում, իսկ վերջում՝ կաղապարում։ Կաղապարում դօքսիդացումը տեղի է ունենում մետաղի մեջ պարունակվող ածխածնի պատճառով:

Պողպատների վերծանումը նյութերագիտության մեջ

Պատկանում է դասին՝ կառուցվածքային ածխածնի որակ: Քիմիական բաղադրությունը՝ ածխածին - 0,17−0,24%; սիլիցիում - 0,17−0,37%; մանգան - 0,35−0,65%; ծծումբ - մինչև 0,04%; ֆոսֆոր - մինչև 0,04%: Լայնորեն օգտագործվում է կաթսաների արտադրության մեջ, տարբեր նպատակներով խողովակների և ջեռուցման խողովակաշարերի համար, բացի այդ, արդյունաբերությունը արտադրում է ձողեր և թիթեղներ:

HVG տառադարձում

Պատկանում է դասին՝ լեգիրված գործիքային։ Օգտագործվում է չափիչ և կտրող գործիքների, ծորակների, բրոշկաների արտադրության համար։

Պողպատը հիմնական մետաղական նյութն է, որն օգտագործվում է մեքենաների, գործիքների և տեխնիկայի արտադրության մեջ: Դրա լայն տարածումը բացատրվում է այս նյութում արժեքավոր տեխնոլոգիական, մեխանիկական և ֆիզիկաքիմիական հատկությունների մի ամբողջ համալիրի առկայությամբ: Բացի այդ, պողպատն ունի համեմատաբար ցածր ինքնարժեք և կարող է արտադրվել մեծ քանակությամբ: Այս նյութի արտադրության գործընթացը մշտապես բարելավվում է, ինչի շնորհիվ պողպատի հատկությունները և որակը կարող են ապահովել ժամանակակից մեքենաների և սարքերի անխափան աշխատանքը բարձր աշխատանքային պարամետրերով:

Պողպատի դասակարգման ընդհանուր սկզբունքներ

Պողպատների հիմնական դասակարգման բնութագրերը՝ քիմիական կազմը, նպատակը, որակը, դօքսիդացման աստիճանը, կառուցվածքը:

Դառնալ ըստ քիմիական կազմիբաժանված է ածխածնի և խառնուրդի: Ելնելով ածխածնի զանգվածային բաժնից՝ պողպատների և՛ առաջին, և՛ երկրորդ խմբերը բաժանվում են. ածխածին - ավելի քան 0,7% ածխածնի կոնցենտրացիայով:

Լեգիրված պողպատներն այն պողպատներն են, որոնք, բացի մշտական կեղտերից, պարունակում են հավելումներ, որոնք ներմուծվում են այս նյութի մեխանիկական հատկությունները բարձրացնելու համար:

Որպես համաձուլվածքային հավելումներ օգտագործվում են քրոմը, մանգանը, նիկելը, սիլիցիումը, մոլիբդենը, վոլֆրամը, տիտանը, վանադիումը և շատ ուրիշներ, ինչպես նաև այդ տարրերի համակցությունը տարբեր տոկոսներով։ Ըստ հավելումների քանակիՊողպատները բաժանվում են ցածր լեգիրվածության (5%-ից պակաս համաձուլվածքային տարրեր), միջին համաձուլվածքի (5-10%) և բարձր խառնուրդի (պարունակում են ավելի քան 10% հավելումներ)։

Ըստ իր նպատակիՊողպատները կարող են լինել կառուցվածքային, գործիքային և հատուկ նշանակության նյութեր՝ հատուկ հատկություններով:

Ամենատարածված դասերն են կառուցվածքային պողպատներ, որոնք նախատեսված են շենքային կոնստրուկցիաների, սարքերի և մեքենաների մասերի արտադրության համար։ Իր հերթին, կառուցվածքային պողպատները բաժանվում են զսպանակային, բարելավված, ցեմենտացված և բարձր ամրության:

Գործիքների պողպատներտարբերվում են՝ կախված դրանցից արտադրվող գործիքի նպատակից՝ չափիչ, կտրող, տաք և սառը դեֆորմացիայի մեռելներ։

Հատուկ նշանակության պողպատներբաժանվում են մի քանի խմբերի՝ կոռոզիակայուն (կամ չժանգոտվող), ջերմակայուն, ջերմակայուն, էլ.

Ըստ որակիՊողպատները սովորական որակի են, որակյալ, որակյալ և հատկապես բարձրորակ։

Պողպատի որակը հասկացվում է որպես դրա արտադրության գործընթացով որոշված հատկությունների համակցություն: Նման բնութագրերը ներառում են՝ կառուցվածքի միատեսակություն, քիմիական բաղադրություն, մեխանիկական հատկություններ, արտադրելիություն։ Պողպատի որակը կախված է նյութի մեջ գազերի պարունակությունից՝ թթվածնից, ազոտից, ջրածնից, ինչպես նաև վնասակար կեղտերից՝ ֆոսֆորից և ծծումբից:

Ըստ դօքսիդացման աստիճանիիսկ պնդացման գործընթացի բնույթը, պողպատները հանգիստ են, կիսահանգիստ և եռացող:

Դեօքսիդացումը հեղուկ պողպատից թթվածնի հեռացման գործողություն է, որը տաք դեֆորմացիայի ժամանակ առաջացնում է նյութի փխրուն կոտրվածք: Մեղմ պողպատները դեօքսիդացված են սիլիցիումով, մանգանով և ալյումինով:

Ըստ կառուցվածքիՆրանք առանձնացնում են պողպատները կռվող (հավասարակշռված) և նորմալացված վիճակում։ Պողպատների կառուցվածքային ձևերն են՝ ֆերիտը, պեռլիտը, ցեմենտիտը, ավստենիտը, մարտենզիտը, լեդեբուրիտը և այլն։

Ածխածնի և համաձուլվածքի տարրերի ազդեցությունը պողպատի հատկությունների վրա

Արդյունաբերական պողպատները երկաթի և ածխածնի քիմիական բարդ համաձուլվածքներ են: Բացի այս հիմնական տարրերից, ինչպես նաև լեգիրված պողպատներում լեգիրող բաղադրիչներից, նյութը պարունակում է մշտական և պատահական կեղտեր: Պողպատի հիմնական բնութագրերը կախված են այս բաղադրիչների տոկոսից:

Ինչպես պաշտպանել ձեր շենքերը՝ կանխարգելումից, բուժումից, փորձագիտական խորհրդատվությունից Կտրող և կռացող ամրացման մեքենաներ. Դուք կսովորեք, թե ինչի համար են դրանք անհրաժեշտ, ինչպես օգտագործել դրանք և որքանով են դրանք անհրաժեշտ շինհրապարակում:

Մեր գնացուցակում դուք կարող եք պարզել, թե ինչ է ներկայիս Սանկտ Պետերբուրգում և Լենինգրադի մարզում:

Ածխածինը որոշիչ ազդեցություն ունի պողպատի հատկությունների վրա։ Հալվելուց հետո այս նյութի կառուցվածքը բաղկացած է ֆերիտից և ցեմենտիտից, որոնց պարունակությունը մեծանում է ածխածնի կոնցենտրացիայի ավելացմանը համամասնորեն։ Ֆերիտը ցածր ամրության և ճկուն կառուցվածք է, մինչդեռ ցեմենտիտը կարծր և փխրուն է: Հետևաբար, ածխածնի պարունակության ավելացումը հանգեցնում է կարծրության և ամրության ավելացմանը և ճկունության և ամրության նվազմանը: Ածխածինը փոխում է պողպատի տեխնոլոգիական բնութագրերը՝ աշխատունակությունը ճնշմամբ և կտրումով, եռակցվածություն։ Ածխածնի կոնցենտրացիայի ավելացումը հանգեցնում է մեքենայական ունակության վատթարացման՝ կարծրացման և ջերմային հաղորդունակության նվազման պատճառով: Չիպերի առանձնացումը բարձր ամրության պողպատից մեծացնում է առաջացած ջերմության քանակը, ինչը հանգեցնում է գործիքի ծառայության ժամկետի նվազմանը: Բայց ցածր մածուցիկությամբ ցածր ածխածնային պողպատները նույնպես վատ են մշակվում, քանի որ ձևավորվում են չիպսեր, որոնք դժվար է հեռացնել:

0,3-0,4% ածխածնի պարունակությամբ պողպատներն ունեն լավագույն մշակման հնարավորությունը:

Ածխածնի կոնցենտրացիայի ավելացումը հանգեցնում է տաք և սառը վիճակում պողպատի դեֆորմացման ունակության նվազմանը: Համալիր սառը ձևավորման համար նախատեսված պողպատի համար ածխածնի քանակը սահմանափակվում է 0,1%-ով:

Ցածր ածխածնային պողպատներն ունեն լավ եռակցման ունակություն: Միջին և բարձր ածխածնային պողպատների եռակցման համար օգտագործվում են ջեռուցման, դանդաղ սառեցման և այլ տեխնոլոգիական գործողություններ՝ սառը և տաք ճաքերի առաջացումը կանխելու համար:

Բարձր ամրության հատկություններ ստանալու համար համաձուլվածքային բաղադրիչների քանակը պետք է ռացիոնալ լինի: Ավելորդ համաձուլվածքը, բացառելով նիկելի ներմուծումը, հանգեցնում է ամրության պաշարի նվազմանը և առաջացնում փխրուն կոտրվածք:

Քրոմը ոչ պակաս համաձուլվածքային բաղադրիչ է և դրական ազդեցություն ունի պողպատի մեխանիկական հատկությունների վրա մինչև 2% պարունակությամբ:
Նիկելը ամենաարժեքավոր և սակավ համաձուլվածքային հավելումն է, որը ներմուծվել է 1-5% խտությամբ։ Այն առավել արդյունավետ կերպով նվազեցնում է սառը փխրունության շեմը և օգնում է բարձրացնել մածուցիկության ջերմաստիճանի պահուստը:
Մանգանը, որպես ավելի էժան բաղադրիչ, հաճախ օգտագործվում է որպես նիկելի փոխարինող։ Բարձրացնում է զիջման ուժը, բայց կարող է պողպատը զգայուն դարձնել գերտաքացման նկատմամբ:
Մոլիբդենը և վոլֆրամը թանկ և սակավ տարրեր են, որոնք օգտագործվում են բարձր արագությամբ պողպատների ջերմակայունությունը բարձրացնելու համար:

Պողպատի մակնշման սկզբունքները ըստ ռուսական համակարգի

Մետաղական արտադրանքի ժամանակակից շուկայում չկա պողպատե մակնշման միասնական համակարգ, ինչը զգալիորեն բարդացնում է առևտրային գործառնությունները՝ հանգեցնելով պատվիրման ժամանակ հաճախակի սխալների:

Ռուսաստանում ընդունվել է այբբենական նշանակման համակարգ, որում պողպատի մեջ պարունակվող տարրերի անվանումները նշվում են տառերով, իսկ դրանց քանակները՝ թվերով։ Տառերը ցույց են տալիս նաև դեօքսիդացման եղանակը։ «KP» մակնշումը նշանակում է եռացող պողպատներ, «PS»՝ կիսահանգիստ պողպատներ, «SP»՝ հանգիստ պողպատներ:

Սովորական որակի պողպատներն ունեն St ինդեքս, որից հետո նշվում է 0-ից մինչև 6 պայմանական դասի թիվը, այնուհետև նշվում է դեօքսիդացման աստիճանը։ Առջևում դրված է խմբի համարը՝ A – երաշխավորված մեխանիկական բնութագրերով պողպատ, B – քիմիական բաղադրություն, C – երկու հատկություններ: Որպես կանոն, A խմբի ինդեքսը չի նշանակվում: Նշանակման օրինակ – B Հոդված 2 KP.
Կառուցվածքային բարձրորակ ածխածնային պողպատներ նշանակելու համար առջևում նշվում է երկնիշ թիվ, որը ցույց է տալիս C պարունակությունը հարյուրերորդական տոկոսով: Վերջում `դեօքսիդացման աստիճանը: Օրինակ, պողպատ 08KP: Գործիքների բարձրորակ ածխածնային պողպատները առջևում ունեն U տառը, այնուհետև ածխածնի երկնիշ կոնցենտրացիան տասներորդական տոկոսով, օրինակ՝ U8 պողպատ: Բարձրորակ պողպատները դասի վերջում ունեն A տառը:
Լեգիրված պողպատի դասերում տառերը ցույց են տալիս համաձուլվածքային տարրեր՝ «H»-ն նիկել է, «X»-ը՝ քրոմ, «M»-ը՝ մոլիբդեն, «T»-ն՝ տիտան, «B»՝ վոլֆրամ, «Y»-ն՝ ալյումին: Կառուցվածքային լեգիրված պողպատներում C-ի պարունակությունը ցույց է տրվում առջևի մասում հարյուրերորդական տոկոսով: Գործիքների համաձուլվածքի պողպատներում ածխածինը նշվում է տոկոսի տասներորդներով, եթե այս բաղադրիչի պարունակությունը գերազանցում է 1,5%-ը, դրա կոնցենտրացիան նշված չէ:
Բարձր արագությամբ գործիքների պողպատները նշանակվում են P ինդեքսով և վոլֆրամի պարունակության ցուցանիշով տոկոսներով, օրինակ՝ P18:

Պողպատների մակնշում ըստ ամերիկյան և եվրոպական համակարգերի

Դուք պլանավորում եք գնել գլանվածք մետաղ: Մենք առաջարկում ենք մատչելի գներ և որակ արտադրողի կողմից:

Միացյալ Նահանգներում կան պողպատե մակնշման մի քանի համակարգեր, որոնք մշակվել են տարբեր ստանդարտ կազմակերպությունների կողմից: Չժանգոտվող պողպատների համար առավել հաճախ օգտագործվում է AISI համակարգը, որը գործում է նաև Եվրոպայում։ Ըստ AISI-ի, պողպատը նշանակվում է երեք թվերով, որոշ դեպքերում հաջորդում են մեկ կամ մի քանի տառեր: Առաջին համարը ցույց է տալիս պողպատի դասը, եթե այն 2 կամ 3 է, ապա դա ավստենիտիկ դաս է, եթե 4-ը՝ ֆերիտիկ կամ մարտենզիտ։ Հաջորդ երկու թվանշանները ցույց են տալիս խմբի նյութի սերիական համարը: Տառերը նշանակում են.

L - ածխածնի ցածր զանգվածային բաժին, 0,03% -ից պակաս;
S – C-ի նորմալ կոնցենտրացիան՝ 0,08%-ից պակաս;
N նշանակում է, որ ավելացվել է ազոտ;
LN – ցածր ածխածնի պարունակություն՝ զուգորդված ազոտի ավելացման հետ;
F – ֆոսֆորի և ծծմբի կոնցենտրացիայի ավելացում;
Se – պողպատը պարունակում է սելեն, B– սիլիցիում, Cu– պղինձ։

Եվրոպայում օգտագործվում է EN համակարգը, որը տարբերվում է ռուսականից նրանով, որ նախ թվարկում է բոլոր համաձուլվածքների տարրերը, այնուհետև, նույն կարգով, թվերով նշվում է դրանց զանգվածային բաժինը։ Առաջին թիվը ածխածնի կոնցենտրացիան է հարյուրերորդական տոկոսով:

Եթե լեգիրված պողպատները, կառուցվածքային և գործիքային, բացառությամբ արագընթաց պողպատների, ներառում են առնվազն մեկ լեգիրող հավելումների ավելի քան 5%-ը, ապա «X» տառը տեղադրվում է ածխածնի պարունակության դիմաց:

ԵՄ երկրները օգտագործում են EN մակնշումը, որոշ դեպքերում զուգահեռ նշելով ազգային նշանը, բայց «հնացած» նշանով:

Կոռոզիոն դիմացկուն և ջերմակայուն պողպատների միջազգային անալոգներ

Կոռոզիոն դիմացկուն պողպատներ

Եվրոպա (EN)	Գերմանիա (DIN)	ԱՄՆ (AISI)	Ճապոնիա (JIS)	ԱՊՀ (ԳՕՍՏ)
1.4000	X6Cr13	410S	SUS 410 Ս	08Х13
1.4006	X12CrN13	410	SUS 410	12Х13
1.4021	X20Cr13	(420)	SUS 420 J1	20Х13
1.4028	X30Cr13	(420)	SUS 420 J2	30Х13
1.4031	X39Cr13		SUS 420 J2	40Х13
1.4034	X46Cr13	(420)		40Х13
1.4016	X6Cr17	430	SUS 430	12Х17
1.4510	X3CrTi17	439	SUS 430 LX	08Х17Տ
1.4301	X5CrNI18-10	304	SUS 304	08Х18Н10
1.4303	X4CrNi18-12	(305)	SUS 305	12Х18Н12
1.4306	X2CrNi19-11	304 Լ	SUS 304 Լ	03Х18Н11
1.4541	X6CrNiTi18-10	321	SUS 321	08Х18Н10Т
1.4571	X6CrNiMoTi17-12-2	316 Ti	SUS 316 Ti	10Х17Н13М2Т

Ջերմակայուն պողպատի դասարաններ

Եվրոպա (EN)	Գերմանիա (DIN)	ԱՄՆ (AISI)	Ճապոնիա (JIS)	ԱՊՀ (ԳՕՍՏ)
1.4878	X12CrNiTi18-9	321 Հ		12Х18Н10Т
1.4845	X12CrNi25-21	310 Ս		20Х23Н18

Բարձր արագությամբ պողպատի դասարաններ

պողպատի դասարան		Անալոգներ ԱՄՆ ստանդարտներում
ԱՊՀ երկրներ ԳՕՍՏ	Եվրոնորմներ
R0 M2 SF10-MP

R2 M10 K8-MP

R6 M5 K5-MP
R6 M5 F3-MP
R6 M5 F4-MP
R6 M5 F3 K8-MP
R10 M4 F3 K10-MP
R6 M5 F3 K9-MP
R12 M6 F5-MP
R12 F4 K5-MP
R12 F5 K5-MP

Կառուցվածքային պողպատ

պողպատի դասարան		Անալոգներ ԱՄՆ ստանդարտներում
ԱՊՀ երկրներ ԳՕՍՏ	Եվրոնորմներ

Չժանգոտվող պողպատի դասերի հիմնական տեսականի

ԱՊՀ (ԳՕՍՏ)	Եվրոնորմներ (EN)	Գերմանիա (DIN)	ԱՄՆ (AISI)
03 X17 N13 Մ2		X2 CrNiMo 17-12-2
03 X17 N14 M3		X2 CrNiMo 18-4-3

03 X18 N10 T-U
06 ХН28 ՄԴՏ		X3 NiCrCuMoTi 27-23



08 X17 N13 Մ2		X5CrNiMo 17-13-3
08 X17 N13 Մ2 Տ		Х6 CrNiMoTi 17-12-2


		Х6 CrNiTi 18-10










20 Х25 Н20 С2		X56 CrNiSi 25-20

03 X19 N13 M3

02 X18 M2 BT
02 X28 N30 ՄԴԲ		X1 NiCrMoCu 31-27-4
03 X17 N13 AM3		X2 CrNiMoN 17-13-3
03 X22 N5 AM2		X2 CrNiMoN 22-5-3
03 X24 N13 G2 Ս
08 X16 N13 Մ2 Բ		X1 CrNiMoNb 17-12-2

08 X18 N14 Մ2 Բ	1.4583 X10 CrNiMoNb	X10 CrNiMoNb 18-12



		X8 СrNiAlTi 20-20
		X3 CrnImOn 27-5-2


		Х6 CrNiMoNb 17-12-2






		X12 CrMnNiN 18-9-5

Կրող պողպատ

Գարնանային պողպատ

պողպատի դասարան		Անալոգներ ԱՄՆ ստանդարտներում
ԱՊՀ երկրներ ԳՕՍՏ	Եվրոնորմներ

Ջերմակայուն պողպատ

պողպատի դասարան		Անալոգներ ԱՄՆ ստանդարտներում
ԱՊՀ երկրներ ԳՕՍՏ	Եվրոնորմներ

GD աստղային վարկանիշ
WordPress վարկանիշային համակարգ

Պողպատե մակնշում ըստ ռուսական, եվրոպական և ամերիկյան համակարգերի, 4.6 5-ից - ընդհանուր ձայներ՝ 63

Պողպատե- ընդհանուր ինժեներական նյութ:

Պողպատը վերաբերում է երկաթի և ածխածնի համաձուլվածքներին, որոնք պարունակում են 0,02-ից մինչև 2,14% C: Բացի ածխածնից, պողպատը պարունակում է մշտական կեղտեր Mn, Si, S, P և այլն, որոնք ազդում են նրա հատկությունների վրա: Պողպատները դասակարգվում են ըստ քիմիական կազմի, որակի և կիրառման։

Ըստ քիմիական կազմիՏարբերում են ածխածնային և լեգիրված պողպատները։ Ածխածնի պարունակության հիման վրա երկուսն էլ բաժանվում են ցածր (0,25% C-ից պակաս), միջին (0,30 - 0,70% C) և բարձր ածխածնի (ավելի քան 0,7% C): Կախված համաձուլվածքային տարրերի ընդհանուր պարունակությունից՝ առանձնանում են ցածր (5%-ից պակաս), միջին (5,0 -10,0%) և բարձր խառնուրդ (ավելի քան 10,0%) պողպատներ։

Ըստ որակիԿան սովորական որակի, բարձրորակ, բարձրորակ և հատկապես բարձրորակ պողպատներ։ Այս դասակարգումը որոշում է պողպատների մետալուրգիական արտադրության պայմանները և, առաջին հերթին, դրանցում վնասակար կեղտերի պարունակությունը։

Սովորական որակի պողպատներից են ածխածնային պողպատները, որոնք պարունակում են մինչև 0,6% - C, մինչև 0,060% - S և մինչև 0,070% - P: Դրանցից պատրաստվում են տաք գլանվածքով երկար արտադրանքներ՝ ճառագայթներ, ձողեր, ալիքներ, անկյուններ, խողովակներ և այլն: , ինչպես նաև սառը գլանվածքով թիթեղյա պողպատ:

ԳՕՍՏ 380-88-ի համաձայն արտադրվում են սովորական որակի պողպատների երեք խումբ (A, B և C):

Ա խումբը ներառում է պողպատներ, որոնք մատակարարվում են ըստ իրենց մեխանիկական հատկությունների, առանց դրանց քիմիական բաղադրության հստակեցման: Այս խմբի պողպատները նշանակվում են St (պողպատ) տառերով և 0, 1, 2...6 թվերով:

Որքան մեծ է թիվը, այնքան բարձր է ածխածնի պարունակությունը և ամրությունը (σ in, MPa) և այնքան ցածր է ճկունությունը (δ,%)։ Այս պողպատներն օգտագործվում են առաքված վիճակում՝ առանց հետագա տաք ձևավորման կամ ջերմային մշակման: Այս խմբի պողպատի օրինակներ են հետևյալ դասարանները՝ St0, St1, St4:

Խումբ B - երաշխավորված քիմիական բաղադրությամբ մատակարարվող պողպատներ: Այս խմբի պողպատի դասի նշանակմանը նախորդում է B տառը, օրինակ՝ BSt0, BSt1 և այլն:

B խումբը ներկայացնում է երաշխավորված քիմիական բաղադրությամբ և մեխանիկական հատկություններով մատակարարվող պողպատներ: B խումբը ներկայացվում է այս խմբի պողպատի դասի նշանակման մեջ, օրինակ, VSt1, VSt5: Պողպատի քիմիական բաղադրությունը նույնն է, ինչ B խմբի համապատասխան դասի, իսկ մեխանիկական հատկությունները նույնն են, ինչ A խմբինը:

B և C խմբերի պողպատներն օգտագործվում են այն դեպքերում, երբ պողպատը պետք է ենթարկվի տաք դեֆորմացիայի կամ ամրապնդվի ջերմային մշակմամբ:

Սովորական որակի պողպատները հետագայում բաժանվում են հանգիստ, կիսահանգիստ և եռացող:

Մեղմ պողպատները հալման գործընթացում դեօքսիդացվում են մանգանի, սիլիցիումի, ալյումինի և տիտանի հետ: Դրանք պարունակում են նվազագույն քանակությամբ թթվածին և տարբեր օքսիդներ։ Սիլիցիումի պարունակությունը սովորաբար կազմում է 0,15 - 0,35%: Հանգիստ պողպատները նշանակվում են «sp» տառերով, օրինակ՝ St3sp, BSt5sp, VSt4sp և այլն:

Եռացող պողպատները հալման ընթացքում օքսիդազերծվում են միայն մանգանով, սիլիցիումի պարունակությունը ոչ ավելի, քան 0,1% (հետքեր): Լցնելուց առաջ դրանք պարունակում են մեծ քանակությամբ թթվածին, որը փոխազդում է ածխածնի հետ՝ առաջացնելով CO փուչիկներ։ Մետաղից փուչիկների դուրս գալը տպավորություն է ստեղծում, որ այն եռում է։ Դրանցից մի քանիսը մնում են մետաղի մեջ՝ կազմելով նրա մեղրախորիսխի կառուցվածքը։ Եռացող պողպատները լրացուցիչ նշանակվում են «kp» տառերով, օրինակ՝ BStZkp, St2kp, VSt4kp:

Կիսահանգիստ պողպատները, դեօքսիդացման աստիճանի առումով, միջանկյալ դիրք են զբաղեցնում հանգիստ և եռացող պողպատների միջև և պարունակում են մինչև 0,17% սիլիցիում (նախապես դեօքսիդացված մանգանով): Կիսահանգիստ պողպատները լրացուցիչ նշանակվում են «ps» տառերով, օրինակ՝ St1ps, St2ps, VSt5ps և այլն: Եռացող պողպատի համեմատ իր ավելի մեծ միատարրության պատճառով կիսաթանկարժեք պողպատն ունի մեղմ պողպատի հատկություններին մոտ: Մեղմ պողպատը օգտագործվում է գլանվածքի և ձևավորված ձուլվածքների արտադրության համար. կիսահանգիստ և եռացող՝ վարձով.

Բարձրորակ պողպատ։ Քիմիական բաղադրությամբ դրանք ածխածնային խառնուրդով պողպատներ են, որոնցում ծծմբի և ֆոսֆորի պարունակությունը չպետք է գերազանցի 0,035%-ը։ Ածխածնի պարունակության տատանումները դասարանում չպետք է գերազանցեն 0,08% -ը:

Բարձր որակի պողպատներ. Սրանք ածխածնային և լեգիրված պողպատներ են, որոնք հալվում են հիմնականում էլեկտրական և թթվային բաց օջախով վառարաններում: Ծծմբի և ֆոսֆորի պարունակությունը յուրաքանչյուրը 0,025%-ից ոչ ավելի է, իսկ ապրանքանիշի ներսում ածխածնի տատանումները 0,07%-ից ոչ ավելի են:

Հատկապես բարձրորակ պողպատները լեգիրված պողպատներն են, որոնք հալվում են էլեկտրական վառարաններում, էլեկտրախարամների վերաձուլմամբ և պարունակում են ծծումբ և ֆոսֆոր՝ յուրաքանչյուրը 0,015%-ից ոչ ավելի:

ԴիմումովԱռանձնացվում են պողպատների հետևյալ դասերը՝ շինարարական, ընդհանուր նշանակության մեքենաշինական, հատուկ նշանակության մեքենաշինական, գործիքային, հատուկ քիմիական և ֆիզիկական հատկություններով։ Այս աշխատանքում մենք կսահմանափակվենք շինարարության, ընդհանուր նշանակության ճարտարագիտության և գործիքային պողպատների նկատառումներով, իսկ մնացածը կուսումնասիրվեն Նյութերագիտության դասընթացում:

Ընդհանուր նշանակության շինարարական և ինժեներական պողպատների մակնշում. Սովորական որակի ածխածնային պողպատների մակնշումը քննարկվել է վերևում:

Բարձրորակ ածխածնային պողպատներն ըստ ԳՕՍՏ 1050-88-ի նշվում են 08, 10, 15, 20... 85 թվերով, որոնք ցույց են տալիս ածխածնի միջին պարունակությունը հարյուրերորդական տոկոսով։ Կախված դեօքսիդացման աստիճանից՝ այս պողպատները կարող են լինել հանգիստ կամ եռացող (08 և 08կպ, 10 և 10կպ):

Լեգիրված պողպատները նշվում են թվերով և տառերով, օրինակ՝ 15X; 45 HF; 18HGT; 12ХН3А; 20Х2Н4А; 14G2 25G2S և այլն: Նշանի սկզբում երկնիշ թվերը ցույց են տալիս ածխածնի միջին պարունակությունը հարյուրերորդական տոկոսով. Թվերից աջ տառերը ցույց են տալիս համաձուլման տարրը՝ A - ազոտ, B - նիոբիում, B - վոլֆրամ, G - մանգան, D - պղինձ, K - կոբալտ, N - նիկել, M - մոլիբդեն, P - ֆոսֆոր, P - բոր, C - սիլիցիում, T - տիտան, F - վանադիում, X - քրոմ, C "ցիրկոնիում, Յու - ալյումին, U - հազվագյուտ հող: Տառից հետո թվերը (տարրի խորհրդանիշը) ցույց են տալիս համապատասխան համաձուլվածքի տարրի մոտավոր պարունակությունը: ամբողջ տոկոսներով թվի բացակայությունը ցույց է տալիս, որ այն կազմում է մոտ 1% կամ ավելի քիչ: Նշման վերջում A տառը ցույց է տալիս, որ պողպատը բարձրորակ է (12ХИ3А), սկզբում` ավտոմատ պողպատ (A15, A30): ), մեջտեղում՝ ազոտ։ Ձուլված ձևով օգտագործվող պողպատների համար L տառը դրվում է նշանի վերջում (օրինակ՝ 25L, 35GL)։

Շինարարական պողպատը օգտագործվում է եռակցված կոնստրուկցիաների, հիմնական նավթագազատարների, երկաթբետոնե կոնստրուկցիաների ամրացման և այլնի համար։ Այդ նպատակների համար լայնորեն օգտագործվում են ցածրածխածնային և ցածր լեգիրված բարձրորակ պողպատներ և սովորական որակի պողպատներ (VStZsp, VSt3Gps, VSt5Gps, 14G2, 17GS, 15HSND և այլն):

Ընդհանուր նշանակության ինժեներական պողպատը բաժանված է երեք խմբի՝ պողպատներ, որոնք օգտագործվում են առանց կարծրացման ջերմային մշակման; պատյանով կարծրացված ցածրածխածնային (մինչև 0,25% C) և բարելավված միջին ածխածնային (0,30-0,50% C-ից) պողպատներ։ Սրանք, որպես կանոն, ածխածնային և ցածր լեգիրված պողպատներ են։

Պողպատներ, որոնք օգտագործվում են առանց կարծրացման ջերմային մշակման:Սրանք պողպատներ են, որոնք մատակարարվում են թերթերով հետագա դրոշմման, խորը գծագրման և այլնի համար: Քիմիական բաղադրությամբ պողպատները ցածր ածխածնային են՝ ցածր սիլիցիումի պարունակությամբ (kp, ps) և ցածր խառնուրդով (08kp, 08ps, 15kp, 20Khkp և այլն)։

Ցեմենտայինպողպատներն օգտագործվում են ածխածնով մակերևույթի հագեցվածության ենթակա ապրանքների համար: Կարբյուրացումից, կարծրացումից և ցածր կոփումից հետո այս պողպատներից պատրաստված մասերն ունեն կոշտ մակերես (HRC 58-62), լավ մաշվածության դիմադրություն և կոշտ, ամուր միջուկ (HRC 20-30): Փոքր ոչ կրիտիկական արտադրանքների համար լայնորեն օգտագործվում են պողպատե 10, 15, 20, 15X, 20X դասարաններ: Ավելի կրիտիկական և խոշոր արտադրանքների համար օգտագործվում են լեգիրված բարձրորակ և բարձրորակ պողպատներ, օրինակ՝ 18KhGT, 12KhN3A, 20Kh2N4A, 20KhGR, 18Kh2N4VA և այլն։

ԹարմացվողՄեքենաշինական պողպատներն օգտագործվում են կարծրացումից և բարձր կոփումից (բարելավումից) հետո։ Փոքր խաչմերուկով կամ ցածր բեռների տակ աշխատող արտադրանքների համար օգտագործվում են պողպատի 35, 40, 45, 50 դասակարգերը: Ավելի մեծ խաչմերուկ ունեցող մասերի համար օգտագործվում են ցածր և միջին լեգիրված պողպատներ, որոնք ունեն բարձր կարծրունակություն և ապահովում են բարձր մեխանիկական հատկություններ ամբողջ խաչմերուկում, օրինակ՝ 40Х, 30ХГТ, 50Г2, 40ХН, 40ХНМА, ЗОХН2ВФ և այլն։

Գործիքների պողպատներնախատեսված է կտրող, չափիչ, սառը և տաք ձևավորված գործիքների արտադրության համար։ Սրանք, որպես կանոն, բարձր ածխածնային պողպատներ են, որոնք պարունակում են ավելի քան 0,70% C (բացառությամբ տաք ձևավորող գործիքների պողպատների, որոնք դասակարգվում են որպես միջին ածխածնային պողպատներ): Դրանք ներառում են բարձրորակ և բարձրորակ պողպատներ, ածխածին, խառնուրդ և բարձր արագությամբ: Դրանք համապատասխանաբար նշվում են:

Ածխածնային գործիքների պողպատները նշանակվում են U տառով և թվերով, որոնք ցույց են տալիս ածխածնի միջին պարունակությունը տասներորդական տոկոսով (U7, U8, U10, U12A և այլն):

Լեգիրված գործիքների պողպատներ 9ХС, X, 5ХВГ, 3Х8В2 և այլն: նշվում է թվով, որը ցույց է տալիս ածխածնի միջին պարունակությունը տասներորդական տոկոսով, եթե այն փոքր է 1,0%-ից: Եթե ածխածնի պարունակությունը 1,0% կամ ավելի է, ապա այդ ցուցանիշն ամենից հաճախ բացակայում է: Տառերը ցույց են տալիս համաձուլվածքային տարրերը (տես վերևում), իսկ դրանց հաջորդող թվերը ցույց են տալիս համապատասխան համաձուլվածքային տարրի պարունակությունը ամբողջ տոկոսով:

Բարձր արագությամբ պողպատները նշվում են P տառով (R14F4): Դրան հաջորդող թիվը ցույց է տալիս հիմնական համաձուլվածքի տարրի (վոլֆրամի) պարունակությունն ամբողջ տոկոսով։ Արագընթաց պողպատներում ածխածնի պարունակությունը կազմում է 0,75-1,15%, քրոմը` 3,8-4,2%, նշված չէ պողպատի դասի նշանակման մեջ: Բացի այդ, բոլոր արագընթաց պողպատները պարունակում են վանադիում; եթե 2,2%-ից պակաս է, ապա ապրանքանիշում նշված չէ։

Կտրող գործիքների համար օգտագործվում են ածխածնային պողպատներ U8, U10, U8A, U12 ԳՕՍՏ 1435-90, լեգիրված 9ХС, ХВГ, Х (ԳՕՍՏ 5950-73), ինչպես նաև բարձր արագությամբ բարձր լեգիրված պողպատներ R18, R12, R6MZ, R6M5, R10K5 (ԳՕՍՏ 19265- 73): Կտրող գործիքների համար նախատեսված գործիքների պողպատների տարբերակիչ առանձնահատկությունը նրանց բարձր ածխածնի պարունակությունն է (0,70-ից մինչև 1,5%), ինչը հնարավորություն է տալիս մարելուց և կոփելուց հետո ստանալ բարձր կարծրություն IKS 60-65:

Սառը ձևավորված գործիքների արտադրության համար հաճախ օգտագործվում են կտրող գործիքների ածխածնային և լեգիրված պողպատներ: Սա բացատրվում է նրանով, որ կտրող ձողերի և կտրող գործիքների շահագործման պայմանները շատ մոտ են։ Սառը ձևավորող գործիքների համար լավագույն պողպատներն են X12F1, X12M, X6VF և այլն:

Մետաղների համար նախատեսված պողպատները, որոնք տաք վիճակում դեֆորմացնում են մետաղը, պետք է ունենան բարձր մեխանիկական հատկություններ (ամրություն, ամրություն) բարձր ջերմաստիճանում և ունենան հրդեհային դիմադրություն, այսինքն. դիմակայել կրկնվող ջեռուցման և սառեցման (ջերմային ցիկլեր) առանց ճաքերի: Դրանք, որպես կանոն, ցածր և միջին լեգիրվածությամբ պողպատներ են, որոնք պարունակում են ածխածին 0,35-ից մինչև 0,60%, օրինակ՝ 5ХНМ, 5ХНМА, 4Х5В2ФС, ЗХ2В8Ф և այլն։

Չափիչ գործիքների պողպատները պետք է ունենան բարձր կարծրություն, մաշվածության դիմադրություն և պահպանեն ծավալային կայունություն: Այդ նպատակով սովորաբար օգտագործվում են X, 9ХС, ХВГ և այլն դասերի բարձր ածխածնային ցածր լեգիրված պողպատներ, բացի այդ, հարթ գործիքների համար (քանոններ, կեռներ, կաղապարներ և այլն) ցածրածխածնային կառուցվածքային պողպատներ 15, 15Х, 20Х և այլն, որոնք ենթարկվում են մակերեսի հագեցվածության, հաճախ օգտագործվում են ածխածին, որին հաջորդում է կարծրացումը:

Ըստ կառուցվածքի՝

< С, тем >պեռլիտ, պողպատն ավելի ամուր է:

Ըստ նպատակի՝

ՀԱՐՑ 14. Պողպատների դասակարգումն ըստ արտադրության եղանակի և որակի.

Արտադրության մեթոդի համաձայն.

1) թթու մեթոդ;

2) Հիմնական մեթոդը չդեօքսիդացված պողպատ KP, հանգիստ SP, եթե ապրանքանիշից հետո տառեր չկան, ապա դա հանգիստ պողպատ է, եթե ոչ ամբողջությամբ դեօքսիդացված, ապա ps.

Ըստ որակի.

Կախված վնասակար կեղտերի պարունակությունից՝ ծծումբ և ֆոսֆոր, պողպատը բաժանվում է.

Սովորական որակի պողպատ, պարունակությունը՝ մինչև 0,06% ծծումբ և մինչև 0,07% ֆոսֆոր։ Սովորական որակի պողպատը նույնպես բաժանվում է 3 խմբի՝ ըստ մատակարարումների.

1. պողպատ Ա խումբսպառողներին մատակարարվում է մեխանիկական հատկությունների հիման վրա (այդպիսի պողպատը կարող է ունենալ ծծմբի կամ ֆոսֆորի բարձր պարունակություն).

2. պողպատ B խումբ -ըստ քիմիական կազմի;

3. պողպատ Բ խումբ- երաշխավորված մեխանիկական հատկություններով և քիմիական կազմով։

1. Բարձր որակ- մինչև 0,035% ծծումբ և ֆոսֆոր յուրաքանչյուրը առանձին:

2. Բարձր որակ- մինչև 0,025% ծծումբ և ֆոսֆոր:

3. Հատկապես բարձր որակ,մինչև 0,025% ֆոսֆոր և մինչև 0,015% ծծումբ:

Լեգիրված պողպատներ. Լեգիրման տարրեր. Նշում լ / վ.

Լեգիրված պողպատները լայնորեն օգտագործվում են տրակտորային և գյուղատնտեսական ճարտարագիտության մեջ, ավտոմոբիլային արդյունաբերության, ծանր և տրանսպորտային ճարտարագիտության մեջ և ավելի քիչ չափով հաստոցաշինության, գործիքների և արդյունաբերության այլ տեսակների մեջ: Այս պողպատը օգտագործվում է մեծ բեռնված մետաղական կառույցների համար:

Պողպատները, որոնցում համաձուլվածքի տարրերի ընդհանուր քանակը չի գերազանցում 2,5%-ը, դասակարգվում են որպես ցածր լեգիրված, 2,5-10% պարունակող պողպատները՝ լեգիրված, իսկ 10%-ից ավելին՝ բարձր լեգիրված (երկաթի պարունակությունը ավելի քան 45%)։

Ցածր լեգիրված պողպատներն առավել լայնորեն օգտագործվում են շինարարության մեջ, իսկ լեգիրված պողպատները՝ մեքենաշինության մեջ։

Լեգիրված կառուցվածքային պողպատները նշվում են թվերով և տառերով: Ապրանքանիշի սկզբում տրված երկնիշ թվերը ցույց են տալիս ածխածնի միջին պարունակությունը հարյուրերորդական տոկոսով, թվից աջ տառերը ցույց են տալիս համաձուլվածքի տարրը: Օրինակ, պողպատը 12Х2Н4А պարունակում է 0,12% C, 2% Cr, 4% Ni և դասակարգվում է որպես բարձրորակ, ինչպես նշված է դասի վերջում IAA տառով:

Շինարարական ցածր լեգիրված պողպատներ

Ցածր լեգիրված պողպատներն այն պողպատներն են, որոնք պարունակում են ոչ ավելի, քան 0,22% C և համեմատաբար փոքր քանակությամբ ոչ պակաս լեգիրող տարրեր՝ մինչև 1,8% Mn, մինչև 1,2% Si, մինչև 0,8% Cr և այլն։

Այս պողպատները ներառում են պողպատներ 09G2, 09GS, 17GS, 10G2S1, 14G2, 15HSND, 10KHNDP և շատ ուրիշներ: Պողպատները թիթեղների և ձևավորված հատվածների տեսքով օգտագործվում են շինարարության և մեքենաշինության մեջ եռակցված կառույցների համար, հիմնականում առանց լրացուցիչ ջերմային մշակման: Ցածր խառնուրդով ցածր ածխածնային պողպատները եռակցվում են:

Խոշոր տրամագծով խողովակների արտադրության համար օգտագործվում է 17GS պողպատ (s0.2=360MPa, sв=520MPa):

Կարբյուրացման միջոցով ամրացված մասերի արտադրության համար օգտագործվում են ցածր ածխածնային (0,15-0,25% C) պողպատներ։ Պողպատներում համաձուլվածքային տարրերի պարունակությունը չպետք է չափազանց բարձր լինի, այլ պետք է ապահովի մակերեսային շերտի և միջուկի պահանջվող կարծրությունը:

Քրոմի պողպատները 15X, 20X նախատեսված են 1,0-1,5 մմ խորության վրա ցեմենտավորված, պարզ ձևի փոքր արտադրանքների արտադրության համար: Քրոմի պողպատները, համեմատած ածխածնային պողպատների հետ, ունեն ավելի բարձր ամրության հատկություններ միջուկում ավելի ցածր ճկունությամբ և ցեմենտացված շերտում ավելի լավ ամրությամբ:

Պողպատի արտադրություն.

Չուգունի համեմատ պողպատը պարունակում է ավելի քիչ ածխածին, սիլիցիում, ծծումբ և ֆոսֆոր։ Չուգունից պողպատ արտադրելու համար անհրաժեշտ է նվազեցնել նյութերի կոնցենտրացիան օքսիդատիվ հալման միջոցով։

Ժամանակակից մետալուրգիական արդյունաբերության մեջ պողպատը ձուլվում է հիմնականում երեք ագրեգատներով՝ կոնվեկտորներով, բաց օջախով վառարաններով և էլեկտրական վառարաններով։

Պողպատի արտադրություն փոխարկիչներում.

Փոխարկիչը տանձաձեւ անոթ է։ Վերին մասը կոչվում է երեսկալ կամ սաղավարտ: Այն ունի պարանոց, որով արտահոսում են հեղուկ չուգուն և պողպատը և խարամը։ Միջին մասը ունի գլանաձեւ տեսք։ Ներքևի մասում ամրացված է հատակը, որը մաշվելիս փոխարինվում է նորով։ Ներքևում ամրացված է օդային տուփ, որի մեջ մտնում է սեղմված օդը:

Ժամանակակից կոնվեկտորների հզորությունը 60 - 100 տոննա կամ ավելի է, իսկ օդի պայթեցման ճնշումը՝ 0,3-1,35 Մն/մ։ 1 տոննա չուգուն մշակելու համար անհրաժեշտ օդի քանակը 350 խմ է։

Նախքան չուգուն լցնելը, կոնվեկտորը վերածվում է հորիզոնական դիրքի, որի դեպքում տուերի անցքերը գտնվում են թափված չուգունի մակարդակից բարձր: Այնուհետև այն դանդաղորեն վերադարձվում է ուղղահայաց դիրքի և միևնույն ժամանակ կիրառվում է պայթյուն, որը թույլ չի տալիս մետաղը թափանցել տուերի անցքերով օդային տուփ: Հեղուկ չուգունով օդը փչելու գործընթացում այրվում են սիլիցիումը, մանգանը, ածխածինը և մասամբ երկաթը:

Երբ ածխածնի պահանջվող կոնցենտրացիան հասնում է, կոնվեկտորը վերադարձվում է հորիզոնական դիրքի և օդի մատակարարումը դադարեցվում է: Պատրաստի մետաղը օքսիդազերծվում է և լցնում շերեփի մեջ։

Բեսեմերի գործընթացը.Փոխարկիչի մեջ լցվում է հեղուկ չուգուն՝ սիլիցիումի (մինչև 2,25% և ավելի), մանգանի (0,6-0,9%), նվազագույն քանակությամբ ծծմբի և ֆոսֆորի պարունակությամբ։

Ելնելով տեղի ունեցող ռեակցիայի բնույթից՝ Բեսեմերի գործընթացը կարելի է բաժանել երեք ժամանակաշրջանի. Առաջին շրջանը սկսվում է փոխարկիչում պայթյունը սկսելուց հետո և տևում է 3-6 րոպե: Հեղուկ չուգունի փոքր կաթիլները գազերի հետ միասին դուրս են թռչում փոխարկիչի վզից՝ առաջացնելով կայծեր։ Այս ժամանակահատվածում սիլիցիումը, մանգանը և մասամբ երկաթը օքսիդանում են՝ ըստ ռեակցիաների.

2Mn + O2 = 2MnO,

2Fe + O2 = 2FeO:

Ստացված երկաթի օքսիդը մասամբ լուծվում է հեղուկ մետաղի մեջ՝ նպաստելով սիլիցիումի և մանգանի հետագա օքսիդացմանը։ Այս ռեակցիաները տեղի են ունենում մեծ քանակությամբ ջերմության արտանետմամբ, ինչը հանգեցնում է մետաղի տաքացմանը: Խարամը ստացվում է թթվային (40-50% SiO2)։

Երկրորդ շրջանը սկսվում է սիլիցիումի և մանգանի գրեթե ամբողջական այրումից հետո: Հեղուկ մետաղը տաքացվում է այնքան լավ, որ բարենպաստ պայմաններ ստեղծվեն ածխածնի օքսիդացման համար C + FeO = Fe + CO ռեակցիայի միջոցով, որը տեղի է ունենում ջերմության կլանմամբ: Ածխածնի այրումը տեւում է 8-10 րոպե եւ ուղեկցվում է հեղուկ մետաղի ջերմաստիճանի աննշան նվազմամբ։ Ստացված ածխածնի երկօքսիդը այրվում է օդում։ Կոնվեկտորի պարանոցի վերևում հայտնվում է պայծառ բոց:

Քանի որ մետաղում ածխածնի պարունակությունը նվազում է, պարանոցի վերևում գտնվող բոցը նվազում է և սկսվում է երրորդ շրջանը: Նախորդ շրջաններից այն տարբերվում է փոխարկիչի պարանոցի վերևում շագանակագույն ծխի տեսքով: Սա ցույց է տալիս, որ սիլիցիումը, մանգանը և ածխածինը գրեթե ամբողջությամբ այրվել են չուգունից և սկսվել է երկաթի շատ ուժեղ օքսիդացում: Երրորդ շրջանը տևում է ոչ ավելի, քան 2-3 րոպե, որից հետո կոնվեկտորը վերածվում է հորիզոնական դիրքի և դեօքսիդացնող նյութեր (ֆերոմանգան, ֆերոսիլիկոն կամ ալյումին) ներմուծվում են լոգարան՝ մետաղի մեջ թթվածնի պարունակությունը նվազեցնելու համար: Մետաղում տեղի են ունենում ռեակցիաներ

FeO + Mn = MnO + Fe,

2FeO + Si = SiO2 + Fe,

3FeO + 2Al = Al2O3 + 3Fe:

Պատրաստի պողպատը կոնվեկտորից լցվում է շերեփի մեջ, այնուհետև ուղարկվում է ձուլման:

Նախապես որոշված ածխածնի քանակով պողպատ ստանալու համար (օրինակ՝ 0,4 - 0,7% C), մետաղի փչելը դադարեցվում է այն պահին, երբ ածխածինը դեռ չի այրվել դրանից, կամ կարող եք թույլ տալ, որ ածխածինը ամբողջությամբ այրվի, ապա ավելացնել որոշակի քանակությամբ չուգուն կամ ածխածին, որը պարունակում է որոշակի քանակությամբ ֆեռոհամաձուլվածքներ:

Բաց օջախների մեծ մասը ջեռուցվում է պայթուցիկ վառարանի, կոքսի և գեներատորի գազերի խառնուրդով: Օգտագործվում է նաև բնական գազ։ Մազութի վրա աշխատող բաց օջախ վառարանը ունի գեներատորներ միայն օդը տաքացնելու համար։

Լիցքավորման նյութերը (ջարդոն, չուգուն, հոսքեր) լցված մեքենայի միջոցով լցվում են վառարան՝ լցոնման պատուհանների միջով: Լիցքի տաքացումը, մետաղի և խարամի հալեցումը վառարանում տեղի է ունենում հալման տարածքում, երբ նյութերը շփվում են տաք գազերի ջահի հետ: Պատրաստի մետաղը վառարանից դուրս է գալիս օջախի ամենացածր մասում գտնվող անցքերի միջոցով: Հալման ընթացքում ելքի անցքը խցանված է հրակայուն կավով:

Բաց օջախի վառարաններում հալման գործընթացը կարող է լինել թթվային կամ հիմնային: Թթվային գործընթացում վառարանի հրակայուն որմնադրությունը պատրաստվում է սիլիցիումի աղյուսից։ Օջախի վերին մասերը զոդում են քվարցային ավազով և նորոգում յուրաքանչյուր հալվելուց հետո։ Ձուլման ընթացքում ստացվում է թթվային խարամ՝ սիլիցիումի բարձր պարունակությամբ (42-58%)։

Հիմնական հալեցման գործընթացում վառարանի օջախը և պատերը շարվում են մագնեզիտային աղյուսներից, իսկ տանիքը` սիլիցիումի կամ քրոմամագնեզիտային աղյուսներից: Օջախի վերին շերտերը եռակցվում են մագնեզիտի կամ դոլոմիտի փոշու հետ և նորոգվում յուրաքանչյուր հալվելուց հետո։ Ձուլման ընթացքում ստացվում է թթվային խարամ՝ 54 – 56% CaO բարձր պարունակությամբ։

Բաց օջախի հիմնական գործընթացը: Նախքան ձուլումը սկսելը որոշվում է հումքի քանակը (խոզի երկաթ, պողպատի ջարդոն, կրաքար, երկաթի հանքաքար) և դրանց վառարան բեռնման հաջորդականությունը։ Լցնող մեքենայի միջոցով լիսեռով կաղապար (հատուկ տուփ) մտցվում է վառարանի հալման տարածություն և շրջվում, ինչի արդյունքում լիցքը լցվում է վառարանի հատակին։ Սկզբում բեռնվում է փոքր ջարդոն, այնուհետև ավելի մեծ ջարդոն և այնուհետև միանվագ կրաքար (մետաղական զանգվածի 3-5%-ը): Բեռնված նյութերը տաքացնելուց հետո մնացած պողպատի ջարդոնը և չուգունը սնվում են երկու կամ երեք բաժիններով:

Մետաղական բաղնիքը թթվածնով ավելի ինտենսիվ մատակարարելու համար երկաթի հանքաքարը ներմուծվում է խարամի մեջ։ Մետաղում լուծված թթվածինը օքսիդացնում է սիլիցիումը, մանգանը, ֆոսֆորը և ածխածինը` համաձայն վերը քննարկված ռեակցիաների:

Մինչ ամբողջ լիցքը հալվում է, ֆոսֆորի զգալի մասը անցնում է խարամի մեջ, քանի որ վերջինս պարունակում է բավարար քանակությամբ երկաթի օքսիդ և կրաքար։ Ֆոսֆորի հակառակ անցումը մետաղի մեջ խուսափելու համար, նախքան լոգանքը սկսում է եռալ, վառարանից առաջնային խարամի 40-50%-ը:

Առաջնային խարամը ներբեռնելուց հետո կրաքարը լիցքավորվում է վառարան՝ ձևավորելու նոր և ավելի հիմնական խարամ: Վառարանի ջերմային բեռը մեծանում է այնպես, որ հրակայուն կրաքարը արագ վերածվում է խարամի, իսկ մետաղական բաղնիքի ջերմաստիճանը բարձրանում է։ Որոշ ժամանակ անց՝ 15–20 րոպե, երկաթի հանքաքարը բեռնվում է վառարան, ինչը մեծացնում է երկաթի օքսիդների պարունակությունը խարամում և առաջացնում է ածխածնի օքսիդացման ռեակցիա մետաղում։

[C] + (FeO) = Co գազ:

Ածխածնի օքսիդը ձևավորվում և մետաղից դուրս է գալիս պղպջակների տեսքով՝ ստեղծելով եռման տպավորություն, ինչը նպաստում է մետաղի խառնմանը, մետաղի ներդիրների և լուծված գազերի արտազատմանը, ինչպես նաև ջերմաստիճանի միատեսակ բաշխմանը ամբողջ տարածքում։ լոգանքի խորությունը. Լոգանքի լավ եռման համար անհրաժեշտ է ջերմություն մատակարարել, քանի որ այս ռեակցիան ուղեկցվում է ջերմության կլանմամբ։ Լոգանքի եռման ժամանակահատվածի տևողությունը կախված է վառարանի հզորությունից և պողպատի դասակարգից և տատանվում է 1,25-ից մինչև 2,5 ժամ կամ ավելի:

Սովորաբար, երկաթի հանքաքարը վառարանում ավելացվում է առաջին եռման ժամանակահատվածում, որը կոչվում է մետաղի փայլեցում: Այս ժամանակահատվածում ածխածնի օքսիդացման արագությունը ժամանակակից մեծ հզորությամբ բաց օջախ վառարաններում կազմում է ժամում 0,3–0,4%:

Եռման շրջանի երկրորդ կեսին երկաթի հանքաքարը չի սնվում լոգանքի մեջ։ Մետաղը եռում է մանր փուչիկներով՝ խարամի մեջ կուտակված երկաթի օքսիդների պատճառով։ Ածխածնի այրման արագությունը այս ժամանակահատվածում կազմում է ժամում 0,15 - 0,25%: Եռման ժամանակահատվածում խարամի հիմնականության և հեղուկության մոնիտորինգ:

Երբ մետաղում ածխածնի պարունակությունը մի փոքր ավելի ցածր է, քան պահանջվում է պատրաստի պողպատի համար, սկսվում է հալման վերջին փուլը՝ մետաղի հարդարման և դեօքսիդացման շրջանը։ Որոշակի քանակությամբ ֆերոմանգան (12% Mn) մտցվում է վառարան, իսկ հետո 10-15 րոպե հետո ֆերոսիլիցիում (12-16% Si): Մանգանն ու սիլիցիումը փոխազդում են մետաղում լուծված թթվածնի հետ, ինչի արդյունքում ածխածնի օքսիդացման ռեակցիան կասեցվում է։ Թթվածնից մետաղի արտանետման արտաքին նշանը խարամի մակերեսի վրա ածխածնի օքսիդի փուչիկների արտազատման դադարեցումն է։

Հիմնական հալման գործընթացում մետաղից ծծմբի մասնակի հեռացումը տեղի է ունենում ռեակցիայի միջոցով

+ (CaO) = (CaO) + (FeO):

Սա պահանջում է բարձր ջերմաստիճան և խարամի բավարար հիմք:

Թթվային բաց օջախի գործընթաց.Այս գործընթացը բաղկացած է նույն ժամանակահատվածներից, ինչ հիմնականը: Օգտագործված լիցքը ֆոսֆորի և ծծմբի առումով շատ մաքուր է։ Դա բացատրվում է նրանով, որ առաջացած թթվային խարամը չի կարող պահպանել այդ վնասակար կեղտերը։

Վառարանները սովորաբար աշխատում են ամուր լիցքավորմամբ: Ջարդոնի քանակը հավասար է մետաղի լիցքի զանգվածի 30–50%-ին։ Լիցքավորման մեջ թույլատրվում է ոչ ավելի, քան 0,5% Si: Երկաթի հանքաքարը չի կարող սնվել վառարան, քանի որ այն կարող է փոխազդել օջախի սիլիցիումի հետ և ոչնչացնել այն ցածր հալվող միացության՝ 2FeO*SiO2 առաջացման արդյունքում։ Առաջնային խարամ ստանալու համար վառարան են բեռնում որոշակի քանակությամբ քվարցիտ կամ բաց օջախ խարամ։ Դրանից հետո լիցքը ջեռուցվում է վառարանի գազերով. երկաթը, սիլիցիումը, մանգանը օքսիդանում են, դրանց օքսիդները միաձուլվում են հոսքերի հետ և ձևավորում են մինչև 40–50% SiO2 պարունակող թթվային խարամ։ Այս խարամում երկաթի օքսիդի մեծ մասը սիլիկատային վիճակում է, ինչը դժվարացնում է խարամից մետաղի տեղափոխումը։ Թթվային պրոցեսի ժամանակ լոգանքի եռացումը սկսվում է ավելի ուշ, քան հիմնական պրոցեսի ժամանակ, և ավելի դանդաղ է տեղի ունենում նույնիսկ մետաղի լավ տաքացման դեպքում։ Բացի այդ, թթվային խարամները բարձրացրել են մածուցիկությունը, ինչը բացասաբար է անդրադառնում ածխածնի այրման վրա:

Քանի որ պողպատը ձուլվում է թթվային խարամի շերտի տակ՝ ազատ երկաթի օքսիդի ցածր պարունակությամբ, այս խարամը պաշտպանում է մետաղը թթվածնացումից: Նախքան վառարանից դուրս գալը, պողպատը պարունակում է ավելի քիչ լուծված թթվածին, քան հիմնական գործընթացում հալված պողպատը:

Բաց օջախի գործընթացն ակտիվացնելու համար օդը հարստացնում են թթվածնով, որը սնվում է կրակի մեջ։ Սա հնարավորություն է տալիս բոցում ավելի բարձր ջերմաստիճան ստանալ, բարձրացնել դրա արտանետումը, նվազեցնել այրման արտադրանքի քանակը և դրանով իսկ բարձրացնել վառարանի ջերմային հզորությունը:

Թթվածինը կարող է նաև ներմուծվել վառարանի բաղնիքի մեջ: Ջահի մեջ թթվածնի ներմուծումը և վառարանի բաղնիքը նվազեցնում է հալման ժամանակաշրջանները և մեծացնում վառարանի արտադրողականությունը 25-30% -ով: Դինասիների փոխարեն քրոմամագնեզիտային պահոցների արտադրությունը հնարավորություն է տալիս բարձրացնել վառարանների ջերմային հզորությունը, 2-3 անգամ ավելացնել կապիտալ վերանորոգման ժամկետը և արտադրողականությունը բարձրացնել 6-10%-ով։

Էլեկտրոնային ճառագայթով մետաղների հալեցում. Հատկապես մաքուր մետաղներ և համաձուլվածքներ ստանալու համար օգտագործվում է էլեկտրոնային ճառագայթների հալեցում։ Հալումը հիմնված է բարձր լարման էլեկտրական դաշտում արագացված ազատ էլեկտրոնների կինետիկ էներգիայի օգտագործման վրա։ Էլեկտրոնների հոսքն ուղղված է մետաղի վրա, ինչը հանգեցնում է նրա տաքացման և հալման:

Էլեկտրոնային ճառագայթների հալումն ունի մի շարք առավելություններ. էլեկտրոնային ճառագայթները հնարավորություն են տալիս ձեռք բերել ջերմային էներգիայի բարձր խտություն, կարգավորել հալման արագությունը լայն սահմաններում, վերացնել հալման աղտոտումը խառնարանային նյութով և օգտագործել լիցքը ցանկացած ձևով: Հալած մետաղի գերտաքացումը ցածր հալման արագությունների և խորը վակուումի հետ համատեղ ստեղծում է արդյունավետ պայմաններ մետաղը տարբեր կեղտերից մաքրելու համար:

Էլեկտրասլագի վերահալում. Բարձրորակ մետաղի արտադրության համար շատ խոստումնալից մեթոդ է էլեկտրախարամների վերահալումը: Աշխատանքային մասի վերահալման ժամանակ առաջացած մետաղի կաթիլները անցնում են հեղուկ մետաղի շերտով և զտվում։ Մետաղը խարամով մշակելիս և ձուլակտորը ներքևից վերև ուղղորդված բյուրեղացում կատարելիս մշակման մասում ծծմբի պարունակությունը կրճատվում է 30-50%-ով, իսկ ոչ մետաղական ներդիրների պարունակությունը՝ երկու-երեք անգամ:

Փոշեկուլով պողպատ. Վակուումային հալեցումը լայնորեն օգտագործվում է բարձրորակ պողպատի արտադրության համար: Ձուլակտորը պարունակում է գազեր և որոշակի քանակությամբ ոչ մետաղական ներդիրներ։ Դրանք կարող են զգալիորեն կրճատվել, եթե օգտագործեք պողպատի տարհանում դրա հալման և ձուլման ժամանակ: Այս մեթոդով հեղուկ մետաղը պահվում է փակ խցիկում, որտեղից հանվում են օդը և այլ գազերը։ Պողպատի տարհանումն իրականացվում է շերեփով, նախքան կաղապարների մեջ լցնելը: Լավագույն արդյունքները ձեռք են բերվում, երբ պողպատը, շերեփով տարհանումից հետո, լցնում են կաղապարների մեջ նաև վակուումում։ Մետաղների ձուլումը վակուումում իրականացվում է փակ ինդուկցիոն վառարաններում։

Պողպատի մաքրում հեղուկ սինթետիկ խարամով շերեփով: Այս մեթոդի էությունն այն է, որ պողպատը մաքրվում է ծծմբից, թթվածնից և ոչ մետաղական ներդիրներից՝ ինտենսիվ խառնելով պողպատը շերեփի մեջ նախապես դրա մեջ լցված խարամի հետ՝ պատրաստված հատուկ խարամի հալեցման վառարանում: Հեղուկ խարամով մշակվելուց հետո պողպատն ունի բարձր մեխանիկական հատկություններ: Նվազեցնելով աղեղային վառարաններում զտման ժամանակահատվածը, որոնց արտադրողականությունը կարող է աճել 10 - 15% -ով: Սինթետիկ խարամներով մշակված բաց օջախով վառարանն իր որակով մոտ է էլեկտրական վառարաններում ձուլվող պողպատի որակին։

Պողպատը (գերմանական Stahl-ից) երկաթի համաձուլվածք (պինդ լուծույթ) ածխածնի (և այլ տարրերի) հետ, բնութագրվում է էուտեկտոիդ փոխակերպմամբ։ Ածխածնի պարունակությունը պողպատում ոչ ավելի, քան 2,14%: Ածխածինը երկաթի համաձուլվածքներին տալիս է ամրություն և կարծրություն՝ նվազեցնելով ճկունությունը և ամրությունը:

Հաշվի առնելով, որ լեգիրող տարրերը կարող են ավելացվել պողպատին, պողպատը երկաթի համաձուլվածք է ածխածնով և համաձուլվածքային տարրերով, որոնք պարունակում են առնվազն 45% երկաթ (լեգիրված, բարձր լեգիրված պողպատ):

Դիմումներ

Բարձր առաձգական հատկություններով պողպատները լայնորեն կիրառվում են մեխանիկական և գործիքաշինության մեջ։ Մեքենաշինության մեջ դրանք օգտագործվում են աղբյուրների, հարվածային կլանիչների, ուժային աղբյուրների արտադրության համար՝ տարբեր նպատակներով, գործիքաշինության մեջ՝ բազմաթիվ առաձգական տարրերի համար՝ թաղանթներ, զսպանակներ, ռելեային թիթեղներ, փչակներ, ամրակներ, կախոցներ։

Զսպանակները, մեքենաների զսպանակները և սարքերի առաձգական տարրերը բնութագրվում են տարբեր ձևերով, չափերով և տարբեր աշխատանքային պայմաններով: Նրանց աշխատանքի առանձնահատկությունն այն է, որ ստատիկ, ցիկլային կամ հարվածային մեծ բեռների տակ մնացորդային դեֆորմացիա չի թույլատրվում: Այս առումով, բոլոր զսպանակային համաձուլվածքները, բացի բոլոր կառուցվածքային նյութերին բնորոշ մեխանիկական հատկություններից (ուժ, ճկունություն, ամրություն, դիմացկունություն), պետք է ունենան բարձր դիմադրություն փոքր պլաստիկ դեֆորմացիաների նկատմամբ: Կարճաժամկետ ստատիկ ծանրաբեռնվածության պայմաններում փոքր պլաստիկ դեֆորմացիաների նկատմամբ դիմադրությունը բնութագրվում է առաձգական սահմանով, իսկ երկարաժամկետ ստատիկ կամ ցիկլային բեռնման դեպքում՝ թուլացման դիմադրությամբ։

Դասակարգում

Պողպատները բաժանված են կառուցվածքայինԵվ գործիքային. Գործիքների պողպատի տեսակը արագընթաց պողպատն է:

Ըստ քիմիական կազմի, պողպատները բաժանվում են ածխածնի և խառնուրդի. ներառյալ ածխածնի պարունակությամբ - ցածր ածխածնի (մինչև 0,25% C), միջին ածխածնի (0,3-0,55% C) և բարձր ածխածնի (0,6-2% C); Լեգիրված պողպատները, ըստ համաձուլվածքի տարրերի պարունակության, բաժանվում են ցածր լեգիրվածի` լեգիրման տարրերի մինչև 4%, միջին լեգիրվածի` լեգիրման տարրերի մինչև 11% և բարձր լեգիրվածների` լեգիրման տարրերի ավելի քան 11%:

Պողպատները, կախված դրանց արտադրության եղանակից, պարունակում են տարբեր քանակությամբ ոչ մետաղական ներդիրներ։ Կեղտերի պարունակությունը հիմք է հանդիսանում պողպատների դասակարգման համար ըստ որակի՝ սովորական որակի, բարձրորակ, բարձրորակ և հատկապես բարձրորակ:

Պողպատի բնութագրերը

Խտությունը՝ 7700-7900 կգ/մ³,

Տեսակարար կշիռը՝ 75500-77500 Ն/մ³ (7700-7900 կգֆ/մ³ MKGSS համակարգում),

Հատուկ ջերմային հզորությունը 20 °C-ում՝ 462 Ջ/(կգ °C) (110 կկալ/(կգ °C)),

Հալման կետը՝ 1450-1520 °C,

Միաձուլման հատուկ ջերմություն՝ 84 կՋ/կգ (20 կկալ/կգ, 23 Վտժ/կգ),

Ջերմային հաղորդունակության գործակիցը 100 °C ջերմաստիճանում: Քրոմ-նիկել-վոլֆրամ պողպատ 15,5 Վտ/(մ Կ)

Քրոմի պողպատ 22,4 Վտ/(մԿ)

Մոլիբդենային պողպատ 41.9 W/(mK)

Ածխածնային պողպատ (դասարան 30) 50.2 Վտ/(mK)

Ածխածնային պողպատ (դասարան 15) 54.4 W/(mK)

Գծային ջերմային ընդարձակման գործակիցը մոտ 20 °C ջերմաստիճանում. պողպատ St3 (20 աստիճան) 1/°C

չժանգոտվող պողպատ 1/°C

Երկաթուղային պողպատ 690-785 ՄՊա

Պողպատի արտադրություն

Չուգունը պողպատի վերածելու գործընթացի էությունը ածխածնի և վնասակար կեղտերի` ֆոսֆորի և ծծմբի պարունակության պահանջվող կոնցենտրացիայի նվազեցումն է, որոնք պողպատը դարձնում են փխրուն և փխրուն: Կախված ածխածնի օքսիդացման եղանակից, կան չուգուն պողպատի վերածելու տարբեր եղանակներ՝ փոխարկիչ, բաց օջախ և էլեկտրաջերմային։

Բեսեմերի մեթոդ

Բեսեմերի մեթոդը մշակում է չուգուն, որը պարունակում է քիչ ֆոսֆոր և ծծումբ և հարուստ է սիլիցիումով (առնվազն 2%): Երբ թթվածինը փչում է միջով, սիլիցիումը սկզբում օքսիդացվում է՝ ազատելով զգալի քանակությամբ ջերմություն։ Արդյունքում, չուգունի սկզբնական ջերմաստիճանը մոտավորապես 1300°C-ից արագ բարձրանում է մինչև 1500-1600°C: 1% Si-ի այրումը առաջացնում է ջերմաստիճանի բարձրացում 200°C-ով: Մոտ 1500°C-ում սկսվում է ածխածնի ինտենսիվ այրումը: Դրա հետ մեկտեղ երկաթը նույնպես ինտենսիվ օքսիդանում է, հատկապես սիլիցիումի և ածխածնի այրման ավարտին.

Si + O2 = SiO2

2C + O2 = 2CO

2Fe + O2 = 2FeO

Ստացված երկաթի մոնօքսիդը FeO-ն լավ լուծվում է հալված չուգունի մեջ և մասամբ անցնում պողպատի մեջ, և մասամբ փոխազդում է SiO2-ի հետ և երկաթի սիլիկատի տեսքով FeSiO3-ն անցնում է խարամի.

FeO + SiO2 = FeSiO3

Ֆոսֆորն ամբողջությամբ չուգունից տեղափոխվում է պողպատ, ուստի SiO2-ի ավելցուկով P2O5-ը չի կարող արձագանքել հիմնական օքսիդների հետ, քանի որ SiO2-ն ավելի բուռն է արձագանքում վերջիններիս հետ։ Հետևաբար, ֆոսֆորային չուգունն այս մեթոդով չի կարող վերամշակվել պողպատի:

Փոխարկիչում բոլոր գործընթացները արագ են ընթանում՝ 10-20 րոպեի ընթացքում, քանի որ չուգունի միջով փչված օդի թթվածինը անմիջապես արձագանքում է համապատասխան նյութերի հետ մետաղի ամբողջ ծավալով: Թթվածնով հարստացված օդով փչելիս գործընթացներն արագանում են։ Ածխածնի երկօքսիդ CO, որը ձևավորվում է ածխածնի այրման ժամանակ, կարկաչում է վերև և այրվում այնտեղ՝ ձևավորելով թեթև կրակի ջահը փոխարկիչի պարանոցի վերևում, որը նվազում է, երբ ածխածինը այրվում է, այնուհետև ամբողջովին անհետանում է, ինչը ծառայում է որպես ավարտի նշան: այդ գործընթացը. Ստացված պողպատը պարունակում է զգալի քանակությամբ լուծված երկաթի մոնօքսիդ FeO, որը մեծապես նվազեցնում է պողպատի որակը: Հետևաբար, ձուլելուց առաջ պողպատը պետք է դեօքսիդացվի՝ օգտագործելով տարբեր դեօքսիդացնող նյութեր՝ ֆերոսիլիցիում, ֆերոմանգան կամ ալյումին.

2FeO + Si = 2Fe + SiO2

FeO + Mn = Fe + MnO

3FeO + 2Al = 3Fe + Al2O3

Մանգանի մոնօքսիդ MnO, որպես հիմնական օքսիդ, փոխազդում է SiO2-ի հետ և ձևավորում մանգանի սիլիկատ MnSiO3, որը վերածվում է խարամի: Ալյումինի օքսիդը, որպես այս պայմաններում չլուծվող նյութ, նույնպես լողում է դեպի վեր և վերածվում խարամի։ Չնայած իր պարզությանը և բարձր արտադրողականությանը, Բեսեմերի մեթոդն այժմ բավականաչափ տարածված չէ, քանի որ այն ունի մի շարք նշանակալի թերություններ: Այսպիսով, չուգունը Բեսեմերի մեթոդի համար պետք է ունենա ֆոսֆորի և ծծմբի ամենացածր պարունակությունը, ինչը միշտ չէ, որ հնարավոր է: Այս մեթոդով մետաղի շատ մեծ այրում է տեղի ունենում, և պողպատի ելքը կազմում է չուգունի զանգվածի միայն 90%-ը, ինչպես նաև սպառվում են շատ դեօքսիդացնող նյութեր: Լուրջ թերությունը պողպատի քիմիական կազմը կարգավորելու անկարողությունն է։

Բեսեմերի պողպատը սովորաբար պարունակում է 0,2% ածխածնի պակաս և օգտագործվում է որպես արդյունաբերական երկաթ՝ մետաղալարերի, պտուտակների, տանիքի երկաթի և այլնի արտադրության համար։

Թոմաս մեթոդ

Թոմասի մեթոդը մշակում է չուգուն ֆոսֆորի բարձր պարունակությամբ (մինչև 2% և ավելի): Այս մեթոդի և Բեսեմերի մեթոդի հիմնական տարբերությունն այն է, որ փոխարկիչի երեսպատումը պատրաստված է մագնեզիումի և կալցիումի օքսիդներից: Բացի այդ, չուգուն ավելացվում է մինչև 15% CaO: Արդյունքում խարամ առաջացնող նյութերը պարունակում են հիմնական հատկություններով օքսիդների զգալի ավելցուկ։

Այս պայմաններում ֆոսֆատ անհիդրիդ P2O5, որը առաջանում է ֆոսֆորի այրման ժամանակ, փոխազդում է CaO-ի ավելցուկի հետ՝ ձևավորելով կալցիումի ֆոսֆատ և վերածվում խարամի.

4P + 5O2 = 2P2O5

P2O5 + 3CaO = Ca3(PO4)2

Ֆոսֆորի այրման ռեակցիան այս մեթոդի ջերմության հիմնական աղբյուրներից մեկն է: Երբ այրվում է 1% ֆոսֆոր, փոխարկիչի ջերմաստիճանը բարձրանում է 150 ° C-ով: Ծծումբն արտանետվում է խարամի մեջ կալցիումի սուլֆիդի CaS ձևով, որը չի լուծվում հալված պողպատում, որը ձևավորվում է լուծվող FeS-ի հետ փոխազդեցության արդյունքում: CaO ըստ ռեակցիայի.

FeS + CaO = FeO + CaS

Վերջին բոլոր գործընթացները տեղի են ունենում այնպես, ինչպես Բեսեմերի մեթոդով: Թոմասի մեթոդի թերությունները նույնն են, ինչ Բեսեմերի մեթոդը: Թոմաս պողպատը նույնպես ցածր ածխածնային է և օգտագործվում է որպես տեխնիկական երկաթ՝ մետաղալարերի, տանիքի երկաթի և այլնի արտադրության համար։

Բաց օջախ վառարան

Բաց օջախի մեթոդը տարբերվում է փոխարկիչից նրանով, որ չուգունում ավելորդ ածխածնի այրումը տեղի է ունենում ոչ միայն մթնոլորտի թթվածնի, այլև երկաթի օքսիդների թթվածնի շնորհիվ, որոնք ավելացվում են երկաթի հանքաքարի և ժանգոտ երկաթի ջարդոնի տեսքով:

Բաց օջախով վառարանը բաղկացած է հալման բաղնիքից՝ ծածկված հրակայուն աղյուսով կամարով և հատուկ ռեգեներատոր խցիկներից՝ օդը և այրվող գազը նախապես տաքացնելու համար։ Ռեգեներատորները լցված են հրակայուն աղյուսով փաթեթավորմամբ: Երբ առաջին երկու ռեգեներատորները ջեռուցվում են վառարանի գազերով, այրվող գազը և օդը փչում են վառարան շիկացած երրորդ և չորրորդ ռեգեներատորների միջոցով: Որոշ ժամանակ անց, երբ առաջին երկու ռեգեներատորները տաքանում են, գազի հոսքն ուղղվում է հակառակ ուղղությամբ և այլն։

Հզոր բաց օջախ վառարանների հալման վաննաներն ունեն մինչև 16 մ երկարություն, մինչև 6 մ լայնություն և ավելի քան 1 մ բարձրություն, նման բաղնիքների հզորությունը հասնում է 500 տոննա պողպատի։ Երկաթի ջարդոն և երկաթի հանքաքարը լցվում են ձուլման բաղնիքում: Կրաքարը նույնպես ավելացվում է խառնուրդին որպես հոսք: Ջեռոցի ջերմաստիճանը պահպանվում է 1600-1650°C և բարձր: Ածխածնի և չուգունի կեղտերի այրումը հալման առաջին շրջանում տեղի է ունենում հիմնականում այրվող խառնուրդում թթվածնի ավելցուկի պատճառով նույն ռեակցիաներով, ինչ փոխարկիչում, և երբ հալված չուգունից վերևում ձևավորվում է խարամ, երկաթի օքսիդների պատճառով:

4Fe2O3 + 6Si = 8Fe + 6SiO2

2Fe2O3 + 6Mn = 4Fe + 6MnO

Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO

5Fe2O3 + 2P = 10FeO + P2O5

FeO + C = Fe + CO

Հիմնական և թթվային օքսիդների փոխազդեցության արդյունքում առաջանում են սիլիկատներ և ֆոսֆատներ, որոնք վերածվում են խարամի։ Ծծումբը նաև խարամ է մտնում կալցիումի սուլֆիդի տեսքով.

MnO + SiO2 = MnSiO3

3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2

FeS + CaO = FeO + CaS

Բաց օջախի վառարանները, ինչպես փոխարկիչները, պարբերաբար գործում են: Պողպատը ձուլելուց հետո վառարանը կրկին լիցքավորվում է և այլն։ Բաց օջախներում չուգունը պողպատի վերածելու գործընթացը տեղի է ունենում համեմատաբար դանդաղ՝ 6-7 ժամվա ընթացքում։ Ի տարբերություն փոխարկիչի, բաց օջախով վառարաններում դուք հեշտությամբ կարող եք կարգավորել պողպատի քիմիական բաղադրությունը՝ այս կամ այն չափով չուգուն ավելացնելով երկաթի ջարդոն և հանքաքար: Մինչ հալման ավարտը դադարեցնում են վառարանի ջեռուցումը, խարամը քամում, ապա ավելացնում թթվային օքսիդներ։ Լեգիրված պողպատը կարող է արտադրվել նաև բաց օջախներում։ Դրա համար հալման գործընթացի վերջում պողպատին ավելացվում են համապատասխան մետաղներ կամ համաձուլվածքներ:

Էլեկտրաջերմային մեթոդ

Էլեկտրաջերմային մեթոդը մի շարք առավելություններ ունի բաց օջախի և հատկապես փոխարկիչի մեթոդի նկատմամբ։ Այս մեթոդը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել շատ բարձրորակ պողպատ և ճշգրիտ կարգավորել դրա քիմիական կազմը։ Օդի մուտքը դեպի էլեկտրական վառարան աննշան է, հետևաբար, շատ ավելի քիչ է ձևավորվում երկաթի մոնօքսիդ FeO, որն աղտոտում է պողպատը և նվազեցնում դրա հատկությունները: Էլեկտրական վառարանում ջերմաստիճանը 2000°C-ից ցածր չէ: Սա թույլ է տալիս հալեցնել պողպատը` օգտագործելով բարձր հիմնական խարամներ (որոնք դժվար է հալվել), որոնցում ֆոսֆորն ու ծծումբն ավելի ամբողջությամբ հանվում են: Բացի այդ, էլեկտրական վառարաններում շատ բարձր ջերմաստիճանի պատճառով հնարավոր է լեգիրել պողպատը հրակայուն մետաղների՝ մոլիբդենի և վոլֆրամի հետ։ Բայց էլեկտրական վառարանները մեծ քանակությամբ էլեկտրաէներգիա են սպառում` 1 տոննա պողպատի դիմաց մինչև 800 կՎտ/ժ: Հետևաբար, այս մեթոդը օգտագործվում է միայն բարձրորակ հատուկ պողպատի արտադրության համար:

Էլեկտրական վառարանները լինում են տարբեր տարողություններով՝ 0,5-ից մինչև 180 տոննա, վառարանի երեսպատումը սովորաբար կատարվում է հիմնականից (CaO-ով և MgO-ով): Լիցքի կազմը կարող է տարբեր լինել։ Երբեմն այն բաղկացած է 90% երկաթի ջարդոնից և 10% չուգունից, երբեմն գերակշռում է չուգունը՝ հավելումներով երկաթի հանքաքարի և երկաթի ջարդոնի որոշակի համամասնությամբ։ Խառնուրդին որպես հոսք ավելացվում է նաև կրաքար կամ կրաքար։ Էլեկտրական վառարաններում պողպատի ձուլման ժամանակ քիմիական գործընթացները նույնն են, ինչ բաց օջախներում։

Պողպատի հատկությունները

Ֆիզիկական հատկություններ

խտությունը ρ ≈ 7,86 գ/սմ3; գծային ջերմային ընդլայնման գործակից α = 11 ... 13 10−6 K−1;

ջերմային հաղորդունակության գործակից k = 58 W / (m K);

Յանգի մոդուլը E = 210 ԳՊա;

կտրվածքի մոդուլը G = 80 ԳՊա;

Պուասոնի հարաբերակցությունը ν = 0,28 ... 0,30;

դիմադրողականություն (20 °C, 0,37-0,42% ածխածին) = 1,71 10−7 օմ մ

Pearlite-ը երկու փուլերի էուտեկտոիդ խառնուրդ է՝ ֆերիտ և ցեմենտիտ, պարունակում է 1/8 ցեմենտիտ և, հետևաբար, ֆերիտի համեմատ ավելացել է ամրությունն ու կարծրությունը: Հետևաբար, հիպոէվեկտոիդ պողպատները շատ ավելի ճկուն են, քան հիպերէուտեկտոիդ պողպատները:

Պողպատները պարունակում են մինչև 2,14% ածխածին։ Պողպատի գիտության հիմքը, որպես երկաթի և ածխածնի համաձուլվածք, երկաթ-ածխածնային համաձուլվածքների ֆազային դիագրամն է՝ երկաթ-ածխածնային համաձուլվածքների փուլային վիճակի գրաֆիկական ցուցադրում՝ կախված դրանց քիմիական կազմից և ջերմաստիճանից: Պողպատների մեխանիկական և այլ բնութագրերը բարելավելու համար օգտագործվում է համաձուլվածք։ Պողպատների ճնշող մեծամասնության համաձուլման հիմնական նպատակը ամրության բարձրացումն է՝ լեգիրման տարրերը ֆերիտի և ավստենիտի մեջ լուծելու, կարբիդների ձևավորման և կարծրացման բարձրացման միջոցով: Բացի այդ, համաձուլվածքային տարրերը կարող են մեծացնել կոռոզիոն դիմադրությունը, ջերմակայունությունը, ջերմակայունությունը և այլն: Այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են քրոմը, մանգանը, մոլիբդենը, վոլֆրամը, վանադիումը և տիտանը, ձևավորում են կարբիդներ, իսկ նիկելը, սիլիցիումը, պղնձը և ալյումինը չեն առաջացնում կարբիդներ: Բացի այդ, համաձուլվածքային տարրերը նվազեցնում են հովացման կրիտիկական արագությունը մարման ժամանակ, որը պետք է հաշվի առնել մարման ռեժիմները նշանակելիս (ջեռուցման ջերմաստիճան և հովացման միջավայր): Լեգիրման տարրերի զգալի քանակով կառուցվածքը կարող է զգալիորեն փոխվել, ինչը հանգեցնում է կառուցվածքային նոր դասերի ձևավորմանը՝ համեմատած ածխածնային պողպատների հետ:

Պողպատի վերամշակում

Ջերմային բուժման տեսակները

Պողպատն իր սկզբնական վիճակում բավականին պլաստիկ է, այն կարող է մշակվել դեֆորմացիայի միջոցով՝ դարբնոց, գլանվածք, դրոշմում։ Պողպատի բնորոշ առանձնահատկությունը ջերմային մշակումից հետո նրա մեխանիկական հատկությունները զգալիորեն փոխելու կարողությունն է, որի էությունը տաքացման, պահման և հովացման ընթացքում պողպատի կառուցվածքի փոփոխությունն է` հատուկ ռեժիմով: Առանձնացվում են ջերմային բուժման հետևյալ տեսակները.

կռում;

նորմալացում;

կարծրացում;

Արձակուրդ.

Որքան հարուստ է պողպատը ածխածնով, այնքան ավելի դժվար է այն ջերմային մշակումից հետո: Մինչև 0,3% ածխածնի պարունակությամբ պողպատը (տեխնիկական երկաթ) գործնականում չի կարող կարծրանալ։

Կարբյուրացումը (C) մեծացնում է փափուկ պողպատի մակերեսային կարծրությունը՝ մակերևութային շերտերում ածխածնի կոնցենտրացիայի ավելացման պատճառով:

ՀԱՐՑ 13. Պողպատների դասակարգումն ըստ կառուցվածքի և նշանակության.

Ըստ կառուցվածքի՝

1) այս կառուցվածքում հայտնաբերված հիպոէուտեկտոիդ (ածխածին 0-0,8). Ֆերիտ և մարգարիտ. Ինչպես< С, тем >պեռլիտ, պողպատն ավելի ամուր է:

2) էվեկտոիդ (C=0.8). Նրանց կառուցվածքում կա միայն մարգարիտ, պողպատը ամուր է։

3) ավտեկտոիդ (C 0.8-2.14). Նրանք ունեն իրենց կառուցվածքով երկրորդը P և C, դրանք դարձել են շատ կոշտ, պակաս մածուցիկ և պլաստիկ։

Ըստ նպատակի՝

1) շինարարություն (C 0.8-2.14) այս պողպատները բավականին ամուր են, կարող են լավ գլորվել և եռակցվել:

2) մեքենաշինություն (C 0.3-0.8). Նրանք ունեն ավելի շատ պեռլիտ, ուստի դրանք ավելի շատ հեռուստացույց են, քան շինանյութեր, չնայած դրանց մածուցիկությունը և ճկունությունը նվազում է:

3) գործիքային (C 0,7-1,3-ից). Սա բարձր ածխածնային պողպատ է, շատ կոշտ, ոչ ճկուն:

4) Ձուլման պողպատներ - համաձուլվածքներ օգտագործվում են պողպատե ձուլվածքների համար. C=0.035. ցածր ածխածնային պողպատներ.