Дәріс Тотығуға- берік болаттар мен қоспалар. Отқа төзімді



Скачать 185.44 Kb.
страница2/2
Дата14.02.2020
Размер185.44 Kb.
Название файла15 лек.docx
1   2
Элемент

Потенциал










Mg

-1.55B










Al

-1.3B










In

-0.76B










Cr

-0.5B










Fe

-0.44B










Ni

-0.23B










H

±0.00B










Cu

+0.34B

























Ag

+0.8B










Au

+1.5






Оттек ертіндісі бар суда, тотығуға теріс ұшыраған металдардың стандартты потенциалы мәні теріс электрохимиялық потенциалға қарағанда белсенділек болады.


Металдан кететін иондар ОН ˉ иондарымен әрекеттесе отырып,тот деп аталатын суда ерімейтін гидроксидтерді құрайды, ал процесс тот басу деп аталады. Темірдің тот басу тізбегі:
2Fe – 4e → 2Fe

2Fe + 4OH ˉ → 2Fe(OH)2


Темір гидроксидінде Fe(OH)2 суда ерітілген оттегі болса,ол Fe(OH)2 айналады.Бұл ерімейтін қосылыс болғандықтан теңдік жағдайына жетпейді және коррозия толығымен бұзылғанша жүреді.
Құрылысына байланысты коррозия әр түрлі сипатта болады:

●егер біртекті металл болса – коррозия барлық бет бойынша біртекті жүреді.


●егер біртекті болмаса – коррозия әр жерде әр түрлі жүреді және нүктелік деп аталады.Бұл құбылыс ең қауіпті және бұйымның тез бүлінуіне әкеледі.
Химиялық коррозия металдың ылғал жоқ газдың ортамен әрекеттесуі нәтежиесінде жүреді.Металл бетінде кристалдық тордың 1...2 период қабатындай пленкалар пайда болады. Бұл қабат металдың оттегімен әрі қарай әрекеттесуіне бөлек болып, судағы электрохимиялық коррозиядан қорғайды. Коррозиялық - төзімді қоспалар жасау кезінде қоспада электрохимиялық потенциалдылықтың жоғарғы мәні және ол мүмкіндігінше бір фазалы болуы керек.
Тотығуға- берік болаттар мен қоспаларды классификациялау.
Коррозиялық тұрақтылық жоғарылауы мүмкін,егер: көміртегі құрамын азайту және темірмен бірге қатты қоспалар құрайтын легирлеуші элементтерді енгізу арқылы. Басты

107


коррозиялық тұрақты техникалық қоспаларға құрамында хром мөлшері жоғары тоттанбайтын болаттар, яғни хромды және хромникельді жатады.
20.1 суретте темірхромды қоспалардағы хром мөлшерінің қоспаның электрохимиялық потенциалына әсері көрінеді.


20.1 сурет. Хромның Fe – Cr қоспаларының потенциалына әсері.


Хромды болаттар.
Мұнда хром мөлшері 13% (13...18%) кем болмауы керек. Коррозиялық тұрақтылық беткі қабатта Сr2O3оксидінің пленкасы түзілуімен түсіндіріледі.
Тоттанбайтын болаттардағы көміртегі қалаусыз болады,себебі ол хром қоспаларын қосып, оларды корбидтерге біріктіреді. Көміртегі мөлшері аз болған сайын тоттанбайтын болаттардың коррозияға төзімділігі жоғары болады.
Болатты келесі ферритті кластарға бөледі: О8Х13, 12Х17, 08Х25Т, 15Х28. Құрамында жоғары мөлшерде хром бар болаттар қатты күйде фазалық түр өзгеріске ұшырамайды, сондықтан оларға шынықтыру жүргізілмейді. Ферритті – хромды болаттардың басты кемшіліктерінің бірі – кристалдың құрылысы ірі болғандықтан , оның сынғыштығы. Бидайықтар арасындағы шекарада хромның жетіспеушілігімен көбінесе бұл болаттар кристалл аралық коррозияға ұшырайды. Бұл құбылысты болдырмау үшін шамалы мөлшерде титан қосылады. Кристаларалық коррозия бидайықтар шекарасындағы хромның аз мөлшері көміртегімен әрекеттесіп корбид түзілуімен түсіндіріледі.Қатты қоспаларда хром концентрациясы шекараларда 13% кем болады және кері потенциал пайда болады.
Ферритті болаттардан азотты – қышқылдық заводтардың құрылғылары дайындалады(құбырлар, бұйымдар ).
Ферритті – хромды болаттардың механикалық қасиеттерін арттыру үшін 2...3% никель қосылады.10Х13113, 12Х17112 болаттары ауыр ортада жұмыс жасайтын жоғарғы қысымға ұшырайтын бұйымдарын жасауға қолданады.1000°С температурада шынықтырудан, 700...750°С жүмсартудан кейін болаттардың аққыштық шегі 1000МПа жетеді.
Болаттардың мартенситтік класы 20Х13, 30Х13, 40Х13 180...250°С шынықтыру мен жүмсарудан кейін 30Х13, 40Х13 болаттарының беріктігі 50...60 НRC жетеді,және олар кесу құралдарын ( хирургиялық ) жасауда қолданылады.
Болаттардың аустениттік класы – жоғары легирленген хромоникельді болаттар болып табылады. Аустениттік кластағы тоттанбайтын болаттар 04Х18Н10, 12Х18Н9Т коррозияға төзімділігінің жоғарылығымен сипатталады.
Аустенитті – ферритті болаттар 12Х21Н5Т, 08Х22Н6Т никельді үнемдеу мақсатында хромоникельдік болаттардың ауыстырғышы болып табылады.
Отқа төзімділік, отқа төзімді болаттар мен қоспалар.
Отқа төзімділік – металл мен қорытпаның жоғары температурада ұзақ уақыт бойы газдық тоттануға қарсы тұру қасиеті.

108


Егер бұйым қышқыл газдық ортада 500-5500 С температурада ешбір жүктемесіз жұмыс жасаса, онда оның тек қана отқа төзімді болса жарайды (мысалы, қыздыру пештерінің детальдары).

Негізі темір қорытпалар 5700 С жоғары температурада қышқылданады, өйткені бұл шартта оксидтік темір FeО( вюстит) металдарында жай тор пайда болады.



Сур.20.2.Хромды болаттың отқа төзімділігіне хромның әсері


Отқа төзімділікті жоғарылату үшін болаттың құрамына кейбір элементтерді енгізеді, бұл элементтер өте тығыз орналасқан, кристалдық торлары бар оттегі оксидін реттейді (хром, кремний, алюминий).
Дәрежелі легирленген болаттың қышқылдануын тоқтату температураға байланысты. Неғұрлым хром құрамының жоғары болуы, соғұрлым болат отқа төзімді болып келеді. Жоғарғы отқа төзімділікпен мынадай болаттар ие: сильхромдар және никель негізіндегі
нихромдар-08X17Т. 36Х18Н25С2. 15Х6СЮ.
Отқа берік болаттар мен қоспаларды классификациялау.
Ыстыққа төзімді материялдардың қазіргілерін мыналарды бөліп айтуға болады: перлиттік,мартенситтік және аустенит ыстыққа төзімді болаттар,никельдік және кобальттік ыстыққа төзімді ерітінділер,қыин балқитын металдар.
3000С-қа дейінгі температурада қалыпты конструкцияланған болаттар өте төзімді,жогарылегирленген болатты қолданбауға да болады.
350...5000С температура аралығында жұмыс істеу үшін перлиттік,ферриттік және мартенситтік болат қолданған жөн.
Перлитті ыстыққа төзімді болаттар.Бұл топқа котельді болат пен сильхром жатады.Бұл болат түрлері котельдік агрегаттар, бу турбиналарын,іштей жылыту двигателдерін жасау үшін қолданылады.Болатты хроммен,молибденмен және ванадиймен жоғарлату қайыра кристалдану(рекристаллизация) температурасын жоғарлату үшін қажет.Жоғары жүмсатылған немесе шынықтырылған қалыпты қолданылады. Соңында бұдан пластинкалы зат пайда болып,аустенитке айналады,бұл жоғарғы ыстыққа төзімділікті қамтамасыз етеді.
Сырғымалы шегі бұл болат түрлеріне қалған дефармацияны қамтамассыз етеді. Яғни 1%-дағы 10000...100000 сағ жұмыс.Перлиттік болат өзінің ергіштігімен ерекшеленеді, көбінесе еріту жұмыстарында қолданылады (мысалы құбыржылытқыш)
Газ турбиналардың бөлшектері үшін жай еритіндері ғана,яғни мартенситтік класстағы болаттар қолданылады 12X2MФСР,12Х2МФБ,15Х12ВНМФ.
Болат құрамындағы хромның көптігі ыстыққа төзімділігін ұлғайтады. Хром, вольфрам, молибден және ванадий қайыра кристалдану(рекристализация)температурасын жоғарлатады.Мұндай металлдардың отқа төзімділігінің жоғарлылығы кристалл торындағы

109


атомдар арасындағы үлкен күштермен және қайыра кристалдану(рекристаллизация) жоғары температурасымен түсіндіріледі.
Қызуға төзімді деталдерді дайындау үшін, дәнекерлеуді қажет етпейтін (двигателдін іштей жану клапандары) хромокремниялық болат қолданылады-сильхром: 40Х10С2М, 40Х9С2, Х6С.
Легерлену дәрежесі өсуімен қызуға төзімді қасиеті артады.10000С температурасы арасында сильхром шынықтыруға ұшырайды және 720-7800С температурада жүмсарту.

500-7000С жұмыстық температурасында аустениттік класты болат қолданылады.Осы болаттардан двигательдер клапанын,газ турбинасынын қанатшасын,реактивті двигательдердін апаратық бөлшектерін және т.б. детальдарды жасайды.


Хромникелдік болаттар басты қызуға төзімді аустенитті болат болып
табылады,қосымша легирленген вольфрам,молибден,ванадий және басқа элементтермен.Болат 15-20% хромнан және 10-20% никельден құралады.Қызуға төзімді және қызуға тұрақты,пластикалық,жаксы дәнекерленуі,кесуге және қысымға өндеу қиындау,шамамен 6000С температура арасында кесектеледі.

Структуралық қасиеттеріне қарай болаттар екі топқа бөлінеді:


1.Аустениттік болат гомогендік құрлымымен 17Х18Н9,09Х14Н19В2БР1,12Х18Н12Т. Көміртектін үлесі бұл болаттарда төмен.Аустениттік біркелкілікті жасау үшін болаттар суда 1050...11000С шынықтыруға ұшырайды,сосын 7500С –да құрлымын тұрақтандыру үшін-жүмсарту.

2.Аустениттік болат гетерогендік құрлымымен 37Х12Н8П8МФ5,10Х11Н20Т3Р.

Болаттарды термиялық өндеуі 1050-11000С шынықтырудан түрады.Шынықтырудан кейін

эксплутациялық жоғары температурасында (600...7500С)- тозу.

Дисперциялық түрде осы температурада процесінде түрақты үстауы

карбиттер,карбониттриттер бөлуіне әкеледі ,сондықтан болаттын беріктігі арттады.

700...9000С температура аралығында жұмыс істейтін бөлшектер никель мен кобальт

негізіндегі ерітінділерден жасалады(мысалы: реактивті двигательдер турбинасы).


Никельді ерітінділерді деформацияланған күйде коптеп қолданады.Бұларда 55%-дан астам никель және аздаған комиртегі бар(0,06...0,12%) Ыстыққа төзімділік қасиетімен көптеген ыстыққа төзімді болаттарды басып озады.
Никельді ерітінділер құрамына қарай гомогенді (нихромдар) және гетерогендік (нимониктер) болып бөлінеді.
Нихромдар. Бұл ерітінділердің негізі никель болса, легерлену элементтердің негізгісі хром болып табылады.(ХН60Ю,ХН78Т)
Нихромдар ыстыққа төзімді болмағанымен,ыстыққа қарсы тұра алады.
Оларды аз салмақ түсетін бөлшектер мен тотырқыш ортада колданады, соның ішінде қыздырмалы элементтер үшін.
Нимониктер төрттік никель еріндісі болып табылады,яғни хром (шамамен 20%)-титан(шамамен-2%), алюминий (шамамен 1%) (ХН77ТЮ, ХН70МВТЮБ, ХН55ВМТФКЮ). Тек термиялық өңделген күйінде ғана қолданады. Термиялық өңдеу 10500С...11500С аралығында ауада шындау мен 600...8000С жүмсартудан тұрады.
Қиын легирленген никельді ерітінділерді ыстыққа төзімділігін арттыру үшін,қатты ерітінділерге кобальт, молибден мен вольфрамды енгізу арқылы жүзеге асады. 9000С-дан жоғары температурада жұмыс істей алатын негізгі материал-қиын еритін металдар негізіндегі ерітінді, яғни вольфрам, молибден, ниобий және т.б. жатады. Қиын ерітін металлдардың еру температурасы: вольфрам-34000С, тантал-30000С, молибден-26400С, ниобий-24150С, хром-19000С.
Көп жағдайда балқыманы молибден негізінде қолданады. Балқымаға лигерлеуші қоспалар ретінде титан, цирконий, ниобий қосады. Қышқылданудан қорғау мақсатында силицирлеу жүргізеді,балқыма бетінде қалыңдығы 0,03...0,04 мм болатын MoSi2 қабаты пайда болады.. 1700оС температурада силицирленген бұйымдар 30 сағатқа дейін жұмыс жасай алады.

110


Вольфрам – ең қыин балқитын металл. Оны әртүрлі бағытта, электротехника мен электронида (накал жіптері, вакуум аспаптарындағы қыздырғыштар) болаттар мен балқымаларға лигерлеуші элемент ретінде қолданады.
Вольфрамға лигерлеуші элемент ретінде молибден,рений,танталды қолданады. Рений қосылған вольфрам балқымалары пластикалығын – 196оС дейін сақтайды және 1800оС температурадағы беріктік шегі 150 МПа болады.
Вольфрам негізіндегі балқымаларға жарыққа төзімділігі төмен қасиет тән,оксидтің пайда болған қабаттар металл көлемінен 3 есеге артып кетеді, сондықтан олар жарылады және бұзылады.
Глоссарий

1.Қоршаған орта әсерінен металдың бұзылуын тотығу деп атаймыз.


2.Тотығуды қоршаған ортаға байланысты химиялық және электрохимиялық деп айыруға болады.
3.Электрохимиялық тотығу су ерітінділерінде және де ылғалы бар жай атмосферада болады.
Отқа төзімділік – металл мен қорытпаның жоғары температурада ұзақ уақыт бойы газдық тоттануға қарсы тұру қасиеті.
Сөздік

Аса берік шойын-высокопрочный чугун


Аққыштық шегі-предел текучести

Беріктік шегі-предел прочности

Еркіндік дәреже саны –число степеней свободы

Жасыту-отжиг

Жұмсарту-отпуск

Тозу-старение

Тотығу-окисление

Құрылым-структура

Қайыра кристалдану-рекристаллизация

Қорытпа-сплав

Қатты ерітінді-твердый раствор

Кесек-слиток

ҚЦК қырлык центрілген кубтық тор- ГЦК гранецентрированная кубическая решетка

КЦК колемдік центрілген кубтық тор- ОЦК объемно-центрированная кубическая решетка

Кесінді ереже-правило отрезков

Соққы тұтқырлық- ударная вязкость



Соғылымды шойын-ковкий чугун

Ұяшық-ячейка

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Практическая работа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Пояснительная записка
Общая характеристика
Учебное пособие
История развития
Общие сведения
Физическая культура
Теоретические аспекты
Практическое задание
Федеральное государственное
Техническое задание
Теоретическая часть
Направление подготовки
Самостоятельная работа
Дипломная работа
Общие положения
государственное бюджетное
Методическая разработка
Образовательная программа
квалификационная работа
Техническое обслуживание
Технологическая карта
Выпускная квалификационная
учебная программа
Решение задач
История возникновения
Методическое пособие
Краткая характеристика
Исследовательская работа
Рабочая учебная
Общие требования
Общая часть
Основная часть
История создания
Рабочая тетрадь
Метрология стандартизация
Техническая эксплуатация
Название дисциплины
Математическое моделирование
Организация работы
Современное состояние
Экономическая теория
Информационная безопасность
Государственное регулирование