Legiruoti metalai: aprašymas, sąrašas ir taikymo ypatybės

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Plėtra tapatinama su tobulėjimu. Pramoniniai ir buitiniai pajėgumai gerinami naudojant medžiagas, turinčias progresyvių savybių. Tai visų pirma legiruoti metalai. Jų įvairovę lemia galimybė koreguoti kiekybinę ir kokybinę legiruojamųjų elementų sudėtį.

Natūralus legiruotasis plienas

Pirmoji išlydyta geležis, kuri savo savybėmis skyrėsi nuo giminaičių, buvo natūraliai legiruota. Išlydytoje priešistorinėje meteorinėje geležyje buvo padidėjęs nikelio kiekis. Jis buvo rastas senovės Egipto palaidojimuose 4-5 tūkstantmečiais prieš Kristų. e., iš to paties buvo pastatytas Qutab Minar architektūros paminklas Delyje (5 a.). Japoniški damasko kardai buvo pagaminti iš geležies, prisotintos molibdenu, o Damasko pliene buvo volframo, būdingo šiuolaikiniam greitam pjovimui. Tai buvo metalai, kurių rūda buvo kasama iš tam tikrų vietų.

Šiuolaikinės gamybos lydiniuose gali būti natūralių metalų irnemetalinės kilmės, kurios atsispindi jų charakteristikose ir savybėse.

Istorinis kelias

Pagrindą legiravimo plėtrai padėjo tiglio plieno lydymo metodo Europoje pateisinimas XVIII amžiuje. Primityvesnėje versijoje tigliai buvo naudojami senovėje, įskaitant damasko ir Damasko plieno lydymui. XVIII amžiaus pradžioje ši technologija buvo patobulinta pramoniniu mastu ir leido koreguoti žaliavos sudėtį ir kokybę.

• Tuo pačiu metu atrasti vis daugiau naujų cheminių elementų pastūmėjo tyrėjus atlikti eksperimentinius lydymo eksperimentus.
• Nustatytas neigiamas vario poveikis plieno kokybei.
• Aptiktas žalvaris, kuriame yra 6 % geležies.

Buvo atlikti kokybinio ir kiekybinio volframo, mangano, titano, molibdeno, kob alto, chromo, platinos, nikelio, aliuminio ir kitų plieno lydinių poveikio eksperimentai.

Pirmoji pramoninė plieno, legiruoto su manganu, gamyba buvo įkurta XIX amžiaus pradžioje. Jis buvo sukurtas nuo 1856 m. kaip Bessemer lydymo proceso dalis.

Dopingo ypatybės

Šiuolaikinės galimybės leidžia lydyti bet kokios sudėties legiruotus metalus. Pagrindiniai nagrinėjamos technologijos principai:

1. Komponentai laikomi legiruojančiais tik tuo atveju, jei jie įvedami tikslingai ir kiekvieno jų kiekis viršija 1%.
2. Siera, vandenilis, fosforas laikomi priemaišomis. kaip nemetalinisinkliuzai, naudojamas boras, azotas, silicis, retai - fosforas.
3. Masinis legiravimas – tai komponentų įvedimas į išlydytą medžiagą metalurgijos gamybos metu. Paviršius – tai difuzinio paviršiaus sluoksnio prisotinimo reikalingais cheminiais elementais metodas, veikiant aukštai temperatūrai.
4. Proceso metu priedai keičia „dukterinės“medžiagos kristalinę struktūrą. Jie gali sukurti įsiskverbimo ar išskyrimo sprendimus, taip pat būti dedami prie metalinių ir nemetalinių konstrukcijų ribų, sukuriant mechaninį grūdelių mišinį. Elementų tirpumo vienas kitame laipsnis čia vaidina didelį vaidmenį.

Liravimo komponentai

Pagal bendrąją klasifikaciją visi metalai skirstomi į juoduosius ir spalvotuosius. Juoda yra geležis, chromas ir manganas. Spalvotosios metalinės yra skirstomos į lengvąsias (aliuminis, magnis, kalis), sunkiąsias (nikelis, cinkas, varis), tauriąsias (platina, sidabras, auksas), ugniai atsparias (volframas, molibdenas, vanadis, titanas), lengvąsias, retųjų žemių ir radioaktyviąsias.. Legiruotiems metalams priskiriama daug įvairių lengvųjų, sunkiųjų, tauriųjų ir ugniai atsparių spalvotųjų metalų, taip pat visų juodųjų metalų.

Priklausomai nuo šių elementų santykio ir pagrindinės lydinio masės, pastarieji skirstomi į mažai legiruotus (3 proc.), vidutiniškai legiruotus (3–10 proc.) ir labai legiruotus (daugiau nei 10). %).

Legiruotasis plienas

Technologiškai procesas nesukelia sunkumų. Asortimentas labai platus. Pagrindiniai tikslaiplienai yra tokie:

• Padidinkite jėgą.
• Pagerinkite terminio apdorojimo rezultatus.
• Atsparumo korozijai didinimas, atsparumas karščiui, atsparumas karščiui, atsparumas karščiui, atsparumas agresyvioms darbo sąlygoms, tarnavimo laikas.

Pagrindiniai komponentai yra juodųjų metalų legiravimo ir ugniai atsparūs metalai, įskaitant Cr, Mn, W, V, Ti, Mo, taip pat spalvotųjų Al, Ni, Cu.

Chromas ir nikelis yra pagrindiniai komponentai, apibūdinantys nerūdijantį plieną (X18H9T), taip pat karščiui atsparų plieną, kurio eksploatavimo sąlygos pasižymi aukšta temperatūra ir smūgio apkrovomis (15X5). Iki 1,5 % naudojama guoliams ir frikcinėms dalims (15HF, SHKH15SG)

Manganas yra pagrindinė dilimui atsparaus plieno (110G13L) sudedamoji dalis. Mažais kiekiais jis prisideda prie deoksidacijos, sumažindamas fosforo ir sieros koncentraciją.

Silicis ir vanadis yra tam tikru kiekiu elastingumą didinantys elementai ir naudojami spyruoklėms bei spyruoklėms gaminti (55C2, 50HFA).

Aliuminis tinka geležies, turinčios didelę elektrinę varžą (X13Y4).

Didelis volframo kiekis būdingas greitam greičiui atspariam įrankių plienui (R9, R18K5F2). Iš šios medžiagos pagamintas legiruotojo metalo gręžtuvas yra daug našesnis ir atsparesnis suveikimui nei tas pats įrankis, pagamintas iš anglinio plieno.

Legiruotasis plienas pradėtas naudoti kasdien. Tuo pačiu metu yra žinomi vadinamieji lydiniai su nuostabiomis savybėmis, taip pat gaunami legiravimo metodais. Taigi „mediniame pliene“yra 1% chromoir 35% nikelio, kuris lemia aukštą jo šilumos laidumą, būdingą medienai. Deimante taip pat yra 1,5 % anglies, 0,5 % chromo ir 5 % volframo, todėl jis yra ypač kietas, panašus į deimantą.

Legirinis ketus

Ketus nuo plieno skiriasi dideliu anglies kiekiu (nuo 2,14 iki 6,67%), dideliu kietumu ir atsparumu korozijai, tačiau mažu stiprumu. Siekiant išplėsti reikšmingų savybių ir pritaikymo spektrą, jis legiruojamas su chromu, manganu, aliuminiu, siliciu, nikeliu, variu, volframu, vanadžiu.

Dėl ypatingų šios geležies ir anglies medžiagos savybių jos legiravimo procesas yra sudėtingesnis nei plieno. Kiekvienas iš komponentų įtakoja anglies formų transformaciją jame. Taigi manganas prisideda prie „teisingo“grafito susidarymo, kuris padidina stiprumą. Įvedus kitus, anglis pereina į laisvą būseną, ketus balinamas ir sumažėja jo mechaninės savybės.

Technologiją apsunkina žema lydymosi temperatūra (vidutiniškai iki 1000 ˚C), o daugumos legiravimo elementų atveju ji gerokai viršija šį lygį.

Sudėtingas legiravimas yra veiksmingiausias ketaus atveju. Kartu reikėtų atsižvelgti į išaugusią tokių liejinių atsiskyrimo tikimybę, įtrūkimų riziką, liejimo defektus. Technologinį procesą racionaliau vykdyti elektromagnetinėse ir indukcinėse krosnyse. Privalomas nuoseklus veiksmas yra aukštos kokybės terminis apdorojimas.

Chromo ketus pasižymi dideliu atsparumu dilimui, stiprumu, atsparumu karščiui, atsparumu senėjimui ir korozijai (CH3, CH16). Jie naudojami chemijos inžinerijoje ir metalurgijos įrangos gamyboje.

Ketaus, legiruotas su siliciu, pasižymi dideliu atsparumu korozijai ir atsparumu agresyviems cheminiams junginiams, nors ir pasižymi patenkinamomis mechaninėmis savybėmis (ChS13, ChS17). Jie sudaro cheminės įrangos, vamzdynų ir siurblių dalis.

Karščiui atsparus ketus yra labai produktyvaus sudėtingo legiravimo pavyzdys. Juose yra juodųjų ir legiruojamųjų metalų, tokių kaip chromas, manganas, nikelis. Jie pasižymi dideliu atsparumu korozijai, atsparumu dilimui ir atsparumu didelėms apkrovoms esant aukštai temperatūrai – turbinų, siurblių, variklių dalys, chemijos pramonės įranga (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh).

Svarbus komponentas yra varis, kuris naudojamas kartu su kitais metalais, tuo pačiu padidinant lydinio liejimo charakteristikas.

Lydinio varis

Naudojamas gryna forma ir kaip vario lydinių dalis, kurių įvairovė priklauso nuo pagrindinių ir legiruojamųjų elementų santykio: žalvario, bronzos, vario nikelio, nikelio sidabro ir kt.

Grynas žalvaris – lydinys su cinku – nėra legiruotas. Jei jame yra tam tikras legiruojamųjų spalvotųjų metalų kiekis, jis laikomas daugiakomponenčiu. Bronza yra lydiniai su kitomis metalinėmis sudedamosiomis dalimis,gali būti alavo ir be alavo, visais atvejais yra legiruoti. Jų kokybė gerinama naudojant Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si.

Silicio kiekis vario junginiuose padidina jų atsparumą korozijai, stiprumą ir elastingumą; alavas ir švinas - nustatyti antifrikcines savybes ir teigiamas charakteristikas, susijusias su apdirbamumu; nikelis ir manganas - vadinamųjų k altinių lydinių komponentai, kurie taip pat teigiamai veikia atsparumą korozijai; geležis pagerina mechanines savybes, o cinkas – technologines savybes.

Naudojama elektros inžinerijoje kaip pagrindinė žaliava gaminant įvairius laidus, medžiagas, reikalingas svarbioms cheminės įrangos dalims gaminti, mechanikos inžinerijoje ir prietaisuose, vamzdynuose ir šilumokaičiuose.

Aliuminio lydinys

Naudojamas kaip k altas arba liejamas lydinys. Jo pagrindu legiruoti metalai yra junginiai su variu, manganu ar magniu (duraliuminiai ir kiti), pastarieji – junginiai su siliciu, vadinamieji siluminai, o visi galimi jų variantai legiruoti su Cr, Mg, Zn, Co, Cu, Si.

Varis padidina jo lankstumą; silicis - sklandumas ir aukštos kokybės liejimo savybės; chromas, manganas, magnis – pagerina stiprumą, technologines apdirbamumo savybes slėgiu ir atsparumu korozijai. Taip pat B, Pb, Zr,Ti, Bi.

Geležis yra nepageidautinas komponentas, tačiau aliuminio folijos gamyboje ji naudojama nedideliais kiekiais. Siluminai naudojami mechanikos inžinerijos kritinėms dalims ir korpusams lieti. Duraliuminis ir aliuminio pagrindu pagaminti štampavimo lydiniai yra svarbi žaliava gaminant korpuso elementus, įskaitant laikančiąsias konstrukcijas, orlaivių pramonėje, laivų statyboje ir mechaninėje inžinerijoje.

Legiruoti metalai naudojami visose pramonės srityse kaip tie, kurių mechaninės ir technologinės savybės yra patobulintos, palyginti su originalia medžiaga. Legiruojamųjų elementų asortimentas ir šiuolaikinių technologijų galimybės leidžia atlikti įvairias modifikacijas, kurios išplečia mokslo ir technologijų galimybes.