Ганыг дулаанаар боловсруулах нь түүний бүтэц, шинж чанарт нөлөөлөх хамгийн хүчирхэг механизм юм. Энэ нь температурын тоглоомоос хамааран болор торыг өөрчлөхөд суурилдаг. Төрөл бүрийн нөхцөлд төмөр-нүүрстөрөгчийн хайлшанд феррит, перлит, цементит, аустенит байж болно. Сүүлийнх нь гангийн бүх дулааны өөрчлөлтөд гол үүрэг гүйцэтгэдэг.
Тодорхойлолт
Ган нь төмөр, нүүрстөрөгчийн хайлш бөгөөд нүүрстөрөгчийн агууламж онолын хувьд 2.14% хүртэл байдаг боловч технологийн хувьд үүнийг 1.3% -иас ихгүй хэмжээгээр агуулдаг. Үүний дагуу гадны нөлөөний нөлөөн дор үүссэн бүх бүтэц нь хайлшийн төрөл юм.
Нэвтрэх хатуу уусмал, үл хамаарах хатуу уусмал, үр тарианы механик хольц эсвэл химийн нэгдэл гэсэн 4 хувилбараар тэдгээрийн оршин байдгийг онол харуулж байна.
Аустенит нь төмрийн нүүр төвтэй куб болор торонд нүүрстөрөгчийн атом нэвтрэн орох хатуу уусмал бөгөөд үүнийг γ гэж нэрлэдэг. Нүүрстөрөгчийн атомыг төмрийн γ-торны хөндийд оруулдаг. Түүний хэмжээсүүд нь Fe атомуудын хоорондох харгалзах нүх сүвээс давсан бөгөөд энэ нь үндсэн бүтцийн "хана" -аар дамжин өнгөрөх хязгаарлагдмал байдлыг тайлбарладаг. Процессуудад үүссэн727˚С-ээс дээш дулаан нэмэгдэхэд феррит ба перлитийн температурын өөрчлөлт.
Төмөр нүүрстөрөгчийн хайлшийн график
Туршилтаар бүтээгдсэн төмөр-цементитийн төлөвийн диаграмм гэж нэрлэгддэг график нь ган болон цутгамал төмрийг өөрчлөх боломжтой бүх хувилбаруудын тод жишээ юм. Хайлш дахь нүүрстөрөгчийн тодорхой хэмжээний тодорхой температурын утгууд нь халаах эсвэл хөргөх явцад бүтцийн чухал өөрчлөлтүүд гарах чухал цэгүүдийг үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь чухал шугам үүсгэдэг.
Ac3 болон Acm цэгүүдийг агуулсан GSE шугам нь дулааны түвшин нэмэгдэхийн хэрээр нүүрстөрөгчийн уусах чадварыг илэрхийлдэг.
| Температуртай харьцуулахад аустенит дэх нүүрстөрөгчийн уусах чадварын хүснэгт | |||||
| Температур, ˚C | 900 | 850 | 727 | 900 | 1147 |
| С-ийн аустенит дахь уусах чадвар, % | 0, 2 | 0, 5 | 0, 8 | 1, 3 | 2, 14 |
Боловсролын онцлог
Аустенит нь ган халах үед үүсдэг бүтэц юм. Чухал температурт хүрэхэд перлит ба феррит нь салшгүй бодис үүсгэдэг.
Халаалтын сонголтууд:
- Дүрэмт хувцас, шаардлагатай утгад хүрэх хүртэл, богино өртөлт,хөргөх. Хайлшийн шинж чанараас хамааран аустенит нь бүрэн болон хэсэгчлэн үүсдэг.
- Температурын удаан өсөлт, цэвэр аустенит авахын тулд дулааны хүрсэн түвшинг удаан хугацаанд хадгалах.
Үйлдвэрлэсэн халсан материалын шинж чанар, түүнчлэн хөргөлтийн үр дүнд үүсэх шинж чанарууд. Хүлээн авсан дулааны түвшнээс их зүйл шалтгаална. Хэт халалт, хэт халалтаас сэргийлэх нь чухал.
Бичил бүтэц, шинж чанар
Төмөр-нүүрстөрөгчийн хайлшийн үе шат бүр өөрийн гэсэн тор, ширхэгийн бүтэцтэй байдаг. Аустенитын бүтэц нь лаклаг хэлбэртэй бөгөөд цул ба хальстай ойролцоо хэлбэртэй байдаг. γ-төмөр дэх нүүрстөрөгчийг бүрэн уусгаснаар мөхлөгүүд нь бараан цементит хольцгүй цайвар хэлбэртэй болно.
Хатуулаг нь 170-220 HB. Дулаан ба цахилгаан дамжуулалт нь ферритийнхээс хамаагүй бага байна. Соронзон шинж чанар байхгүй.
Хөргөлтийн хувилбарууд ба түүний хурд нь "хүйтэн" төлөвийн янз бүрийн өөрчлөлтийг бий болгоход хүргэдэг: мартенсит, бейнит, троостит, сорбит, перлит. Тэдгээр нь ижил төстэй бүтэцтэй боловч бөөмийн тархалт, ширхэгийн хэмжээ, цементит хэсгүүдээр ялгаатай.
Хөргөлтийн аустенитэд үзүүлэх нөлөө
Аустенитийн задрал ижил чухал цэгүүдэд явагддаг. Үүний үр нөлөө нь дараах хүчин зүйлээс хамаарна:
- Хөргөх хурд. Нүүрстөрөгчийн шингэний шинж чанар, үр тариа үүсэх, эцсийн хэлбэрт нөлөөлдөгбичил бүтэц, түүний шинж чанар. Хөргөлтийн бодис болгон ашигласан бодисоос хамаарна.
- Задаргааны үе шатуудын аль нэгэнд изотермийн бүрэлдэхүүн хэсэг байгаа эсэх - тодорхой температурын түвшинд буулгах үед дулааныг тодорхой хугацаанд хадгалж, дараа нь хурдан хөргөх эсвэл үүнтэй хамт үүсдэг. халаалтын төхөөрөмж (зуух).
Тиймээс аустенитийн тасралтгүй ба изотермаль хувирал ялгагдах болно.
Өөрчлөлтийн зан чанарын онцлог. График
С хэлбэрийн график, температурын өөрчлөлтийн зэргээс хамааран цаг хугацааны интервал дахь металлын бичил бүтцийн өөрчлөлтийн шинж чанарыг харуулдаг - энэ бол аустенит хувиргах диаграмм юм. Бодит хөргөлт тасралтгүй явагддаг. Албадан дулаан хадгалах зарим үе шатууд л боломжтой. График нь изотермийн нөхцлийг дүрсэлсэн.
Тэмдэгт нь тархалт болон тархаагүй байж болно.
Дулаан бууруулах стандарт хурдаар аустенитийн ширхэглэл тархалтаар өөрчлөгддөг. Термодинамик тогтворгүй байдлын бүсэд атомууд хоорондоо хөдөлж эхэлдэг. Төмрийн торонд нэвтрэн орох цаг байхгүй тэдгээр нь цементит хольцыг үүсгэдэг. Тэд талстаас нь ялгардаг хөрш нүүрстөрөгчийн хэсгүүдээр нэгддэг. Цементит нь ялзарч буй үр тарианы хил дээр үүсдэг. Цэвэршүүлсэн феррит талстууд нь тохирох ялтсуудыг үүсгэдэг. Тарсан бүтэц үүсдэг - хэмжээ, агууламж нь хөргөлтийн хурд, агууламжаас хамаардаг үр тарианы холимог.хайлш нүүрстөрөгч. Перлит ба түүний завсрын фазууд мөн үүсдэг: сорбит, троостит, бейнит.
Температурын мэдэгдэхүйц бууралтын үед аустенитийн задрал нь диффузийн шинж чанартай байдаггүй. Талстуудын нарийн төвөгтэй гажуудал үүсдэг бөгөөд үүний дотор бүх атомууд байрлалаа өөрчлөхгүйгээр хавтгайд нэгэн зэрэг шилждэг. Тархалтын дутагдал нь мартенситийн бөөм үүсэхэд нөлөөлдөг.
Аустенитийн задралын шинж чанарт хатууруулах нөлөө. Мартенсит
Хатууруулах нь дулааны боловсруулалтын нэг төрөл бөгөөд гол чанар нь Ac3 ба Acm чухал цэгээс дээш өндөр температурт хурдан халаах явдал юм., дараа нь хурдан хөргөнө. Температурыг секундэд 200˚С-ээс дээш хурдтайгаар усны тусламжтайгаар бууруулвал мартенсит гэж нэрлэгддэг цул фаз үүсдэг.
Энэ нь α төрлийн болор тортой нүүрстөрөгчийг төмрөөр нэвтрүүлэх хэт ханасан хатуу уусмал юм. Атомуудын хүчтэй нүүлгэн шилжүүлэлтийн улмаас энэ нь гажиж, тетрагональ тор үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хатуурах шалтгаан болдог. Үүссэн бүтэц нь илүү том эзэлхүүнтэй байдаг. Үүний үр дүнд онгоцоор хязгаарлагдсан талстууд шахагдаж, зүү шиг ялтсууд үүсдэг.
Мартензит хүчтэй бөгөөд маш хатуу (700-750 HB). Зөвхөн өндөр хурдтай бөхөөлтийн үр дүнд үүссэн.
Хатууруулах. Тархалтын бүтэц
Аустенит нь бейнит, троостит, сорбит, перлитийг зохиомлоор гаргаж авах боломжтой формац юм. Хэрэв хатууралт нь хөргөх үед тохиолддогбага хурдтай, тархалтын хувиргалтыг хийдэг, тэдгээрийн механизмыг дээр дурдсан болно.
Троостит нь өндөр тархалттай байдаг перлит юм. Энэ нь дулаан секундэд 100˚С буурах үед үүсдэг. Феррит ба цементитийн олон тооны жижиг үр тариа бүхэлдээ хавтгайд тархсан. "Хатуурсан" цементит нь давхаргын хэлбэрээр тодорхойлогддог бөгөөд дараагийн даралтын үр дүнд олж авсан троостит нь мөхлөгт дүрстэй байдаг. Хатуулаг - 600-650 HB.
Бейнит нь өндөр нүүрстөрөгчийн феррит ба цементитийн талстуудын бүр ч илүү тархсан хольц болох завсрын үе шат юм. Механик, технологийн шинж чанарын хувьд мартенситээс доогуур боловч трооститээс давж гардаг. Энэ нь тархах боломжгүй үед температурын хязгаарт үүсдэг ба мартенсит болгон хувиргахад талст бүтцийг шахах, хөдөлгөх хүч хангалтгүй үед үүсдэг.
Сорбитол нь секундэд 10˚С-ийн хурдтайгаар хөргөхөд перлит фазын том ширхэгтэй зүү шиг төрөл зүйл юм. Механик шинж чанар нь перлит ба троостит хоёрын дунд байдаг.
Перлит нь феррит ба цементитийн үр тарианы нэгдэл бөгөөд мөхлөгт эсвэл давхарга хэлбэртэй байж болно. Секундэд 1˚C хөргөх хурдтай аустенитийн жигд задралын үр дүнд үүссэн.
Бэйтит ба троостит нь хатууруулах бүтэцтэй илүү холбоотой байдаг бол сорбит, перлит нь зөөлрүүлэх, зөөлрүүлэх, хэвийн болгох явцад үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн онцлог нь үр тарианы хэлбэр, хэмжээг тодорхойлдог.
Зайлуулах нөлөөаустенит задралын онцлогууд
Бараг бүх төрлийн зөөлрүүлэх, хэвийн болгох нь аустенитийг харилцан хувиргахад суурилдаг. Гипоэтектоид ганд бүрэн ба бүрэн бус анивалтыг хийдэг. Эд ангиудыг зууханд Ac3 ба Ac1 чухал цэгүүдээс дээш халаана. Эхний төрөл нь феррит-аустенит ба перлит-аустенит гэсэн бүрэн хувиргалтыг хангадаг удаан хадгалалтын хугацаатай байдаг. Үүний дараа зууханд байгаа ажлын хэсгүүдийг удаан хөргөнө. Гаралтын үед феррит ба перлитийн нарийн тархсан хольцыг дотоод стрессгүй, хуванцар, удаан эдэлгээтэй болгодог. Бүрэн бус нөхөх нь эрчим хүч бага зарцуулдаг бөгөөд зөвхөн перлитийн бүтцийг өөрчилдөг бөгөөд феррит нь бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр үлддэг. Хэвийн байдал нь температур буурах өндөр хурдтай, харин гарах хэсэгт илүү бүдүүлэг, хуванцар бүтэц багатай гэсэн үг юм. 0.8-1.3% нүүрстөрөгчийн агууламжтай ган хайлшийг хөргөхөд хэвийн болгохын тулд задрал нь аустенит-перлит ба аустенит-цементит гэсэн чиглэлд явагддаг.
Бүтцийн өөрчлөлт дээр суурилсан өөр нэг төрлийн дулааны боловсруулалт бол нэгэн төрлийн болгох явдал юм. Энэ нь том хэсгүүдэд тохиромжтой. Энэ нь 1000-1200 хэмийн температурт аустенитийн бүдүүн ширхэгтэй төлөвт үнэмлэхүй хүрч, зууханд 15 цаг хүртэл өртөхийг хэлнэ. Изотерм процесс нь удаан хөргөлтөөр үргэлжилдэг бөгөөд энэ нь метал бүтцийг жигд болгоход тусалдаг.
Изотермийн анивалт
Ойлголтыг хялбарчлахын тулд металлд нөлөөлөх аргуудын жагсаалт бүраустенитийн изотермаль хувирал гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь зөвхөн тодорхой үе шатанд л онцлог шинж чанартай байдаг. Бодит байдал дээр өөрчлөлтүүд дулааны тогтвортой бууралтаар тохиолддог бөгөөд түүний хурд нь үр дүнг тодорхойлдог.
Тохиромжтой нөхцөлд хамгийн ойрын аргуудын нэг бол изотермоор баяжуулах юм. Үүний мөн чанар нь бүх бүтцийг аустенит болгон бүрэн задлах хүртэл халаах, барихад оршино. Хөргөлтийг хэд хэдэн үе шаттайгаар гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь удаан, удаан, дулааны хувьд илүү тогтвортой задралд хувь нэмэр оруулдаг.
- Температурын хувьсах цэгээс 100˚C доош огцом буурах1.
- Феррит-судан фаз үүсэх процесс дуусах хүртэл хүрсэн үнэ цэнийг (зууханд байрлуулах замаар) удаан хугацаагаар албадан хадгалах.
- Агаарт хөргөж байна.
Энэ аргыг хөргөсөн төлөвт үлдэгдэл аустенит агуулагддаг хайлш ганд мөн хэрэглэнэ.
Хадгалсан аустенит ба аустенитийн ган
Заримдаа австенит хадгалагдсан үед бүрэн бус задралд ордог. Энэ нь дараах тохиолдолд тохиолдож болно:
- Бүрэн ялзрал үүсэхгүй үед хэт хурдан хөргөнө. Энэ нь бейнит эсвэл мартенситын бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
- Өндөр нүүрстөрөгчтэй эсвэл бага хайлштай ган, эдгээрийн хувьд аустенитийн дисперс хувиргах процесс нь төвөгтэй байдаг. Гомогенжүүлэх эсвэл изотермоор баяжуулах зэрэг дулааны боловсруулалтын тусгай аргыг шаарддаг.
Өндөр хайлштай -тайлбарласан хувиргалтын процесс байхгүй байна. Никель, манган, хром бүхий ган хайлш нь үндсэн бат бөх бүтэц болох аустенит үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд энэ нь нэмэлт нөлөөлөл шаарддаггүй. Аустенитийн ган нь өндөр бат бэх, зэврэлт болон халуунд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй, хүнд хэцүү ажлын нөхцөлд тэсвэртэй байдаг.
Аустенит гэдэг нь ганг өндөр температурт халаах боломжгүй, механик технологийн шинж чанарыг сайжруулахын тулд дулааны боловсруулалтын бараг бүх аргад оролцдог бүтэц юм.