ფოლადის გამაგრება - პროცესი, მექანიზმები, ტემპერატურა და გამოყენება

ფოლადის გამაგრება არის თერმული დამუშავების პროცესი, რომელიც ძირითადად შემდეგ ხორციელდება გამკვრივებაის გულისხმობს გამაგრებული ფოლადის გაცხელებას Ac1 ტემპერატურაზე დაბალ ტემპერატურაზე, მის სწორად შერჩეული დროით გაცხელებას და შემდეგ გაგრილებას მოცემული მასალის ტექნოლოგიით გამოწვეულ პირობებში.
გამაგრების ძირითადი მიზანია გამკვრივების დროს შექმნილი არასტაბილური, ძლიერ დაძაბული მიკროსტრუქტურის შეცვლა და საჭირო კომბინაციის მიღება. სიმტკიცე, პლასტიურობა, დრეკადობა და მოტეხილობისადმი მდგრადობაპროცესი, როგორც წესი, იწვევს სიმტკიცის შემცირებას გამკვრივებისთანავე არსებულ მდგომარეობასთან შედარებით, მაგრამ ამავე დროს მას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მასალის ფუნქციური თვისებები.
გამაგრება არ უნდა განიხილებოდეს მხოლოდ „გამაგრების და მსხვრევადობის“ პროცესად. გამაგრებული ფოლადის გაცხელების დროს ხდება კომპლექსური მიკროსტრუქტურული ტრანსფორმაციები, მათ შორის ზეგაჯერებული მარტენსიტის ცვლილებები, კარბიდის დალექვა, დაძაბულობის შემცირება და - ფოლადის კლასისა და ტემპერატურის მიხედვით - შენარჩუნებული აუსტენიტის ტრანსფორმაცია.

რატომ არის საჭირო ფოლადის გამაგრების შემდეგ გამაგრება?

გამკვრივების დროს ფოლადი აუსტენიტიზებულია და შემდეგ გაცივდება საჭირო გამკვრივების სტრუქტურის მისაღწევად საკმარისი სიჩქარით. კონსტრუქციული ფოლადების, ხელსაწყოების ფოლადების და მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადების კლასიკურ გამკვრივებაში მიკროსტრუქტურის ერთ-ერთი ძირითადი კომპონენტია მარტენსიტი.
გამკვრივებისთანავე, მარტენსიტი შეიძლება ხასიათდება ძალიან მაღალი სიმტკიცით, მაგრამ ამავე დროს, დაბალი პლასტიურობით და მნიშვნელოვანი შინაგანი დაძაბულობით. მიკროსტრუქტურა ასევე შეიძლება შეიცავდეს შენარჩუნებული აუსტენიტი, რომლის რაოდენობა, სხვა საკითხებთან ერთად, დამოკიდებულია ფოლადის ქიმიურ შემადგენლობასა და აუსტენიტიზაციის პარამეტრებზე.
ელემენტის გამკვრივებისთანავე ამ მდგომარეობაში დატოვება შეიძლება არახელსაყრელი იყოს შემდეგი მიზეზების გამო:

• მაღალი გამკვრივების სტრესები,
• შეზღუდული პლასტიურობა,
• მყიფე მოტეხილობის გაზრდილი რისკი,
• მიკროსტრუქტურულ არასტაბილურობასთან დაკავშირებული განზომილებიანი ცვლილებების შესაძლებლობა,
• სიმტკიცისა და დარტყმითი სიმტკიცის არახელსაყრელი კომბინაცია მრავალი სტრუქტურული გამოყენებისთვის.

გამაგრება საშუალებას გაძლევთ აკონტროლოთ ეს მდგომარეობა და შეცვალოთ ფოლადის თვისებები ელემენტის ფაქტობრივი მუშაობის პირობებთან შესაბამისობაში.

რა არის ფოლადის შედუღება?

ტემპერამენტიზაციის პროცესი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სამ ძირითად ეტაპად:

1. გაცხელებით გამაგრებული ფოლადი Ac1-ზე დაბალ სპეციფიკურ ტემპერატურამდე.
2. ჩაყვინთვა გარკვეული დროის განმავლობაში, რაც საშუალებას იძლევა მოხდეს საჭირო მიკროსტრუქტურული ცვლილებები.
3. გაგრილების კონკრეტული ფოლადის კლასისა და ტექნოლოგიის შესაბამისი გზით.

გამაგრების ტემპერატურა საბოლოო თვისებების განმსაზღვრელი ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი პარამეტრია. ტემპერატურის ცვლილებები ცვლის მარტენსიტში მიმდინარე ტრანსფორმაციების ბუნებას, ნალექების ტიპსა და განაწილებას, ასევე მასალის საბოლოო მექანიკურ თვისებებს.

რა ემართება მარტენსიტს გამკვრივების დროს?

მარტენსიტი, რომელიც გამკვრივების დროს წარმოიქმნება, რკინაში ნახშირბადის ზეგაჯერებული ხსნარია ძლიერ დამახინჯებული სტრუქტურით. ეს მდგომარეობა თერმოდინამიკურად არასტაბილურია.
გამაგრებული ფოლადის გაცხელებისას იზრდება ატომების მობილურობა, რაც ხელს უწყობს დიფუზიის პროცესებს, რაც იწვევს გამკვრივების სტრუქტურის თანდათანობით დაშლას.
ტემპერატურის, დროისა და ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით, შეიძლება მოხდეს შემდეგი:

• მარტენსიტში ნახშირბადის ატომების განლაგების ცვლილებები,
• გარდამავალი კარბიდის ფაზების გამოყოფა,
• ცემენტიტის ნალექი,
• შენადნობის კარბიდების დალექვა შესაბამის შენადნობ ფოლადებში,
• მარტენსიტის ტეტრაგონალურობის შემცირება,
• დეფექტებისა და შიდა სტრესების სიმკვრივის შემცირება,
• შენახული აუსტენიტის ტრანსფორმაციები,
• კოაგულაცია და ნალექების ზრდა უფრო ინტენსიური გამკვრივებისას.

გამაგრებული მარტენსიტი

გამაგრებული მარტენსიტი არის ტერმინი, რომელიც აღნიშნავს სტრუქტურას, რომელიც წარმოიქმნება გამაგრებული ფოლადის გამაგრების დროს მომხდარი ცვლილებების შედეგად. მისი ზუსტი სტრუქტურა დამოკიდებულია გამაგრების ტემპერატურაზე, დროზე და მასალის შემადგენლობაზე.
გამაგრების ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ზეგაჯერებული მარტენსიტი თანდათან კარგავს ნახშირბადის ნაწილს და მიკროსტრუქტურაში კარბიდის ნალექები წარმოიქმნება. ამავდროულად, იცვლება სიმტკიცე, სიმტკიცე, პლასტიურობა და მსხვრევადი სიმტკიცე.
ამიტომ, ტერმინი „გამაგრებული მარტენსიტი“ არ უნდა განვიხილოთ, როგორც ერთი იდენტური მიკროსტრუქტურა, რომელიც გვხვდება ყველა ფოლადში და ყველა გამაგრების ტემპერატურაზე.

კარბიდის ნალექი გამკვრივების დროს

გამაგრების დროს მიმდინარე ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ფენომენია ნახშირბადის გამოთავისუფლება ზეგაჯერებული მარტენსიტული სტრუქტურიდან და კარბიდის ფაზების წარმოქმნა.
ნახშირბადოვან ფოლადებში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს Fe ცემენტიტი₃Cშენადნობ ფოლადებში სიტუაცია უფრო რთულია, რადგან კარბიდის წარმომქმნელი ელემენტების არსებობამ შეიძლება გამოიწვიოს სხვადასხვა შენადნობის კარბიდების წარმოქმნა.
განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ისეთი ელემენტები, როგორიცაა: ქრომი, მოლიბდენი, ვანადიუმი i ვოლფრამიმათ არსებობას შეუძლია მნიშვნელოვნად შეცვალოს გამაგრების პროცესი და ფოლადის წინააღმდეგობა სიმტკიცის დაკარგვის მიმართ ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

გამაგრების ტემპერატურის გავლენა ფოლადის თვისებებზე

გამაგრების ტემპერატურა შეირჩევა საჭირო საბოლოო თვისებების მიხედვით. ზოგადად, ნახშირბადოვანი ფოლადების და ბევრი დაბალშენადნობის ფოლადის გამაგრების ტემპერატურის ზრდასთან ერთად, სიმტკიცე და სიმაგრე მცირდება, ხოლო პლასტიურობა და ენერგიის შთანთქმის უნარი მსხვრევამდე იზრდება.
თუმცა, ეს დამოკიდებულება ყველა კლასისთვის იდენტური არ არის. მაღალი შენადნობის ხელსაწყო ფოლადებში შეიძლება წარმოიშვას ფენომენები. მეორადი სიმტკიცე, ამიტომ მარტივი წესი „უფრო მაღალი ტემპერატურა = ყოველთვის უფრო დაბალი სიმტკიცე“ უნივერსალური არ არის.

ფოლადის შედუღების სახეები

კლასიკური ტექნოლოგიური დაყოფა განასხვავებს დაბალ, საშუალო და მაღალ ტემპერატურას . ამ ჯგუფებისთვის მოცემული ტემპერატურის ზღვრები მიახლოებით უნდა ჩაითვალოს, რადგან ფაქტობრივი პარამეტრები დამოკიდებულია ფოლადის ხარისხსა და საჭირო თვისებებზე.

დაბალი ტემპერატურა

დაბალ ტემპერატურაზე გამაგრება შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე ხორციელდება, ხშირად დაახლოებით 150–250°C დიაპაზონში . ძირითადი მიზანია დაძაბულობის შემცირება და გამაგრებული მდგომარეობის სიმყიფის შეზღუდვა, მაღალი სიმტკიცის დიდი ნაწილის შენარჩუნებით.

პროცესი გამოიყენება, სხვა საკითხებთან ერთად, შერჩეული შემთხვევების შემთხვევაში:

• ხელსაწყოების ფოლადები,
• საკისარი ელემენტები,
• ხელსაწყოები და ნაწილები, რომლებიც მოითხოვენ მაღალი ცვეთისადმი მდგრადობას,
• ელემენტები, რომელთათვისაც პრიორიტეტულია მაღალი სიმტკიცის შენარჩუნება გამკვრივების შემდეგ.

ზუსტი ტემპერატურა დამოკიდებულია კლასის მიხედვით. ზოგიერთი მაღალშენადნობი ხელსაწყო ფოლადი იყენებს სრულიად განსხვავებულ გამაგრების დიაპაზონს და შეიძლება მოითხოვდეს მრავალჯერად გამაგრებას.

საშუალო ტემპერამენტი

საშუალო ტემპერატურა დაბალ და მაღალ ტემპერატურას შორის შუალედურ დიაპაზონში ხორციელდება. კლასიკური კლასიფიკაცია ხშირად დაახლოებით დაახლოებით ტემპერატურას მიუთითებს. 250-500 ° C.
ტემპერატურის მატებასთან ერთად, გამკვრივების სტრუქტურა იშლება და კარბიდის ნალექის მდგომარეობა იცვლება. სიმტკიცე და სიმტკიცე, როგორც წესი, მცირდება, ხოლო მასალის დეფორმაციისა და სპეციფიკური დინამიური დატვირთვებისადმი გამძლეობის უნარი იზრდება.
ეს დიაპაზონი, სხვა საკითხებთან ერთად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას შერჩეული ელასტიური ელემენტებისა და ნაწილებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ სიმტკიცისა და ელასტიურობის სპეციფიკურ კომბინაციას. თუმცა, გასათვალისწინებელია გარკვეულ ფოლადებსა და ტემპერატურულ დიაპაზონებში არახელსაყრელი სიმყიფის მოვლენების შესაძლებლობა.

მაღალი ტემპერამენტი

მაღალი ტემპერამენტი ხორციელდება გაცილებით მაღალ ტემპერატურაზე, მაგრამ მაინც Ac1-ზე დაბალ ტემპერატურაზე. კლასიკურ მიდგომაში, მრავალი სტრუქტურული ფოლადისთვის ეს დაახლოებით დიაპაზონია 500-650 ° Cთუმცა, ზუსტი ტემპერატურა კონკრეტული სახეობის მახასიათებლებით უნდა განისაზღვროს.
გამკვრივების შემდეგ მაღალი ტემპერატურა წარმოადგენს პროცესის საფუძველს, რომელიც ცნობილია როგორც თერმული გაუმჯობესება.
მისი მიზანია ხელსაყრელი კომბინაციის მიღება:

• მაღალი სიმტკიცე,
• შესაბამისი დენადობის ზღვარი,
• კარგი პლასტიურობა,
• პლასტიურობა,
• დინამიური დატვირთვებისადმი წინააღმდეგობა.

ეს პროცესი ხშირად გამოიყენება ლილვების, ღერძების, მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების, შემაერთებელი ღეროების, ტრანსმისიის კომპონენტების და სხვა მანქანების ნაწილებისთვის, რომლებიც მუშაობენ მნიშვნელოვანი დატვირთვის ქვეშ.

გამაგრება და თერმული დამუშავება - რა განსხვავებაა?

გამაგრების შემდეგ შესრულებული დამოუკიდებელი პროცესია გამაგრება. მისი შესრულება შესაძლებელია სხვადასხვა ტემპერატურულ დიაპაზონში, საჭირო თვისებებიდან გამომდინარე.
თერმული გაუმჯობესება თუმცა, ეს კონკრეტულ თანმიმდევრობას აღნიშნავს:

გამკვრივება → მაღალი ტემპერაცია → ტემპერაცია

ამგვარად, ყველა გამაგრება არ არის თერმული დამუშავება. ხელსაწყოს გამკვრივების შემდეგ დაბალი ტემპერატურის გამაგრება არ ნიშნავს, რომ მასალა თერმულად დამუშავდა ამ ტერმინის ტექნოლოგიური გაგებით.

Ac1 ტემპერატურა და გამკვრივება

ტემპერატურა აუქსი განსაზღვრავს ფოლადის გაცხელების დროს აუსტენიტის წარმოქმნის დაწყებას. გამაგრება ამ ტემპერატურაზე დაბლა ხორციელდება, რადგან პროცესის მიზანი არ არის მასალის ხელახალი აუსტენიტიზაცია.
გამაგრების დიაპაზონის გადაჭარბებამ შესაძლოა აუსტენიტის წარმოქმნასთან დაკავშირებული ცვლილებების დაწყება გამოიწვიოს, რის შემდეგაც პროცესი კლასიკურ გამაგრებას წყვეტს.
Ac1 დამოკიდებულია ფოლადის ქიმიურ შემადგენლობაზე, ამიტომ ამ შემთხვევაშიც არ უნდა ვივარაუდოთ ერთი უნივერსალური ზღვრული ტემპერატურა ყველა კლასისთვის.

გამაგრების დროის ეფექტი

პროცესის შედეგი განისაზღვრება არა მხოლოდ ტემპერატურით, არამედ გათბობის დროგამაგრების დროს მიმდინარე ცვლილებები დიდწილად დიფუზიაზეა დამოკიდებული, ამიტომ ტემპერატურა და დრო ურთიერთდაკავშირებულია.
ძალიან მოკლე დრომ შეიძლება არ მისცეს სასურველი მიკროსტრუქტურული და თვისებების ცვლილებების მიღწევის საშუალება. მეორეს მხრივ, ხანგრძლივმა გაცხელებამ შეიძლება გამოიწვიოს სიმტკიცის შემდგომი დაკარგვა, ნალექის კოაგულაცია და თვისებების ცვლილებები, რაც არასასურველია მოცემული გამოყენებისთვის.
ამიტომ, არ არსებობს უნივერსალური გამაგრების დრო, რომელიც შესაფერისი იქნება ყველა ფოლადისა და კომპონენტის ყველა ზომისთვის.

ჰოლომონ-ჯაფის პარამეტრი - გამაგრების ტემპერატურა და დრო

ტემპერატურისა და დროის გავლენის ანალიზი კონკრეტულ აპლიკაციებში შესაძლებელია გამოყენებით ჰოლომონ-ჯაფის პარამეტრიეს კონცეფცია აღწერს ტემპერატურას, დროსა და მასალის გამაგრების ხარისხს შორის ურთიერთობას.
ეს ასახავს მნიშვნელოვან ტექნოლოგიურ პრინციპს: მსგავსი გამაგრების ეფექტის მიღწევა, გარკვეულწილად, შესაძლებელია ტემპერატურისა და დროის სხვადასხვა კომბინაციით. თუმცა, ეს პარამეტრი არ ცვლის კონკრეტული კლასის ფოლადისთვის დამახასიათებელ ტექნოლოგიურ მონაცემებს.

ქიმიური შემადგენლობის გავლენა გამკვრივებაზე

ქიმიური შემადგენლობა გამაგრების პროცესისთვის ფუნდამენტურია. ის გავლენას ახდენს როგორც მარტენსიტის მდგომარეობაზე გამკვრივების შემდეგ, ასევე შემდგომი გაცხელების დროს წარმოქმნილი ნალექების ტიპსა და სტაბილურობაზე.

ფოლადის წინააღმდეგობა გამაგრების მიმართ

გამაგრების წინააღმდეგობა ეხება ფოლადის უნარს, შეინარჩუნოს საჭირო სიმტკიცე და სიმტკიცე გამაგრების შემდეგ გაცხელების დროს. ეს თვისება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ხელსაწყოების ფოლადებში, რომლებიც განკუთვნილია მომატებულ ტემპერატურაზე გამოსაყენებლად. კარბიდის წარმომქმნელი ელემენტების შესაბამისი რაოდენობის შემცველ ფოლადებს შეუძლიათ შეინარჩუნონ მაღალი სიმტკიცე იმ ტემპერატურაზე, რომელზეც ჩვეულებრივი ნახშირბადოვანი ფოლადები მნიშვნელოვნად რბილდება.
ამიტომ, მაღალსიჩქარიანი, ცხელი დამუშავების ან მაღალშენადნობის ხელსაწყო ფოლადებისთვის გამოყენებული გამაგრების ტემპერატურები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ჩვეულებრივი ნახშირბადოვანი ფოლადებისთვის განკუთვნილი ტემპერატურებისგან.

მეორადი სიმტკიცე

ზოგიერთ მაღალშენადნობ ხელსაწყო ფოლადში, გამაგრების დროს შეიძლება წარმოიშვას ფენომენი. მეორადი სიმტკიცეეს ეხება სიმტკიცის ზრდას ან ხელახლა ზრდას კონკრეტული ტემპერატურის დიაპაზონში. ეს ფენომენი, სხვა საკითხებთან ერთად, დაკავშირებულია ძალიან წვრილი შენადნობის კარბიდების დალექვასთან და გამკვრივების შემდეგ სტრუქტურაში მიმდინარე ცვლილებებთან. ამ პროცესში მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ კარბიდის წარმომქმნელი ელემენტები, როგორიცაა მოლიბდენი, ვანადიუმი და ვოლფრამი.
ამიტომ, მაღალი შენადნობის ხელსაწყო ფოლადების შემთხვევაში, წრთობის ტემპერატურასა და სიმტკიცეს შორის დამოკიდებულება შეიძლება სრულიად განსხვავებული იყოს, ვიდრე უბრალო ნახშირბადოვან ფოლადებში.

მრავალჯერადი გამაგრება

ზოგიერთ ხელსაწყო ფოლადს ერთზე მეტი გამაგრების ციკლი სჭირდება. ეს, სხვა ფაქტორებთან ერთად, განპირობებულია შენარჩუნებული აუსტენიტის არსებობით და მისი ტრანსფორმაციით შემდგომი დამუშავების ეტაპებზე.
პირველი გამაგრების შემდეგ, შენარჩუნებული აუსტენიტის ნაწილმა შეიძლება განიცადოს ტრანსფორმაცია, რაც გამოიწვევს ახალი სტრუქტურული კომპონენტების წარმოქმნას. შემდეგი გამაგრების ციკლი საშუალებას იძლევა მიღებული მასალის გამაგრების და მიკროსტრუქტურის სტაბილურობის გაზრდის. ციკლების რაოდენობა, ტემპერატურა და დრო უნდა განისაზღვროს კონკრეტული კლასის ფოლადისთვის შესაბამისი ტექნოლოგიით.

ხელსაწყოების ფოლადების გამაგრება

W ხელსაწყოების ფოლადები გამაგრება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, რადგან ის მოითხოვს მაღალი სიმტკიცისა და ცვეთისადმი წინააღმდეგობის შენარჩუნებას და ამავდროულად საკმარისი მსხვრევისადმი სიმტკიცის მიღწევას. პარამეტრები მნიშვნელოვნად განსხვავდება მასალის ჯგუფის მიხედვით. გამაგრების ტემპერატურის თვალსაზრისით, ნახშირბადოვანი ხელსაწყო ფოლადები, ცივი დამუშავების ფოლადები, ცხელი დამუშავების ფოლადები და მაღალსიჩქარიანი ფოლადები არ უნდა ჩაითვალოს ერთ ჯგუფად.
მაღალშენადნობის ხელსაწყო ფოლადების გამაგრება შესაძლებელია ისეთ ტემპერატურაზე, რომელიც იძლევა მეორადი გამკვრივების საშუალებას და ხშირად მოითხოვს მრავალჯერად გამაგრებას.

კონსტრუქციული ფოლადების გამაგრება

კონსტრუქციულ ფოლადებში თერმული დამუშავების პროცესში გამოიყენება გამკვრივება მაღალტემპერატურულ დამუშავებასთან ერთად. მიზანია მაღალი სიმტკიცის მიღწევა საკმარისი პლასტიურობისა და დინამიური დატვირთვების მიმართ მდგრადობის შენარჩუნებით.
ეს ჯგუფი, სხვა ჯგუფებთან ერთად, მოიცავს ქრომ-მოლიბდენის და ნიკელ-ქრომ-მოლიბდენის ფოლადებს, რომლებიც გამოიყენება მძიმედ დატვირთული მანქანების ნაწილებისთვის.
მაგალითი არის 42CrMo4 (1.7225), თერმული დამუშავებისთვის ფართოდ გამოყენებული ფოლადი. თუმცა, საჭირო გამაგრების ტემპერატურა არ არის ერთი ფიქსირებული მნიშვნელობა - ის შეირჩევა კომპონენტის განივი კვეთისა და საჭირო მექანიკური თვისებების მიხედვით.

30CrNiMo8 ფოლადის გამაგრება

30CrNiMo8 (1.6580) არის შენადნობი კონსტრუქციული ფოლადი, რომელიც განკუთვნილია, სხვა საკითხებთან ერთად, თერმული დამუშავებისთვის. გამკვრივების შემდეგ, ხორციელდება მაღალტემპერატურული გამაგრება, რომელიც მორგებულია მზა კომპონენტის საჭირო სიმტკიცესა და თვისებებზე.
თუმცა, რომელიმე კლასს არ უნდა მიენიჭოს ერთი, უნივერსალური „გამაგრებული ბაინიტური სტრუქტურა“. საბოლოო მიკროსტრუქტურა დამოკიდებულია წინა გამკვრივებაზე, განივი კვეთის ზომებზე, ფაქტობრივ გაგრილების სიჩქარესა და გამაგრების პარამეტრებზე.

მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადების გამაგრება

გამაგრებადი მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადები ასევე საჭიროებენ შესაბამის გამაგრებას. პროცესი გავლენას ახდენს სიმტკიცეზე, სიმტკიცეზე, დრეკადობასა და კოროზიისადმი მდგრადობაზე.
ამ ჯგუფში განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ტემპერატურის სწორი შერჩევა, რადგან გამაგრების დროს წარმოქმნილმა ნალექების ცვლილებებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს არა მხოლოდ მექანიკურ თვისებებზე, არამედ მასალის ქცევაზეც კოროზიულ გარემოში.
ამიტომ, ჩვეულებრივი კონსტრუქციული ფოლადებისთვის გამოყენებული პარამეტრები ავტომატურად არ უნდა გადავიდეს მარტენსიტურ უჟანგავ ფოლადებზე.

გამკვრივების სისუსტე

ვადა სიმყიფის შერბილება მოიცავს ფენომენებს, რომლებიც იწვევს ფოლადის დრეკადობის ან დარტყმითი სიმტკიცის გაუარესებას სპეციფიკური დამუშავების პროცესის გამო. ეს არ უნდა შემცირდეს ერთიან უნივერსალურ ტემპერატურულ დიაპაზონამდე, რომელიც გამოიყენება ყველა კლასისთვის.
ლიტერატურაში განასხვავებენ დაბალ ტემპერატურულ დიაპაზონში მიმდინარე მოვლენებსა და ე.წ. შექცევად ტემპერატურულ მსხვრევადობას, რომელიც შეიძლება ზოგიერთ შენადნობ ფოლადში გამოვლინდეს უფრო მაღალი ტემპერატურის გარკვეულ დიაპაზონში ზემოქმედების ან ნელი გაგრილების დროს.
მგრძნობელობა დამოკიდებულია ქიმიურ შემადგენლობაზე, კონკრეტული ელემენტების არსებობაზე, ტემპერატურაზე, გაგრილების დროსა და მეთოდზე გამაგრების შემდეგ.

ატმოსფერო გაშვებისას

გამაგრების დროს, კომპონენტის ზედაპირი შეიძლება რეაგირებდეს ღუმელის ატმოსფეროსთან. უკონტროლო პირობებში შეიძლება მოხდეს შემდეგი:

• ზედაპირული დაჟანგვა,
• ოქსიდის ფენების და ნადების წარმოქმნა,
• ზედაპირის მდგომარეობის ცვლილებები,
• გარკვეულ პირობებში, ზედაპირულ ფენაში ნახშირბადის შემცველობის ცვლილებები.

მაღალი ხარისხის ზედაპირების მოთხოვნის მქონე კომპონენტებისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას დამცავი ატმოსფეროს ღუმელები ან ვაკუუმური ტექნოლოგიები.
თავდაპირველ აღწერაში ტერმინი „ზედაპირული დეოქსიდაცია“ არაზუსტი იყო. გათბობის დროს არასასურველი ცვლილებების კონტექსტში, უფრო მიზანშეწონილია, პირველ რიგში, განვიხილოთ ზედაპირის დაჟანგვა და შესაძლო დეკარბურიზაცია.

ყველაზე მნიშვნელოვანი ტემპერამენტის პარამეტრები

ყველაზე გავრცელებული შეცდომები გაშვებისას

• ტემპერატურა ძალიან დაბალია – გამკვრივების შემდეგ მასალამ შეიძლება შეინარჩუნოს ზედმეტი სიმყიფე ან დაძაბულობა.
• ტემპერატურა ძალიან მაღალია – შეიძლება გამოიწვიოს სიმტკიცისა და სიმტკიცის ზედმეტი შემცირება, თუ ეს არ არის პროცესის სასურველი ეფექტი.
• ძალიან მოკლე დრო – საჭირო ტრანსფორმაციები შესაძლოა სათანადო დონის განვითარებას ვერ მიაღწიოს.
• არასწორი გაგრილების მეთოდი – ზოგიერთ ფოლადში შეიძლება გაიზარდოს ტემპერატურის ზემოქმედების შედეგად მყიფეობის რისკი.
• პარამეტრების გადატანა სხვადასხვა ჟანრებს შორის – განსაკუთრებით საშიშია მაღალშენადნობის და ხელსაწყოების ფოლადების შემთხვევაში.
• შეკავებული აუსტენიტის გამოტოვება – შეიძლება გამოიწვიოს განზომილებიან სტაბილურობასთან დაკავშირებული პრობლემები და გამაგრების ციკლების რაოდენობის არასწორი შერჩევა.
• შეუსაბამო ატმოსფერო - შეიძლება გამოიწვიოს ზედაპირის ხარისხის გაუარესება.

გაშვება და ნორმალიზება

ნორმალიზებული ფოლადი და გაპრიალება სრულიად განსხვავებული პროცესებია.
ნორმალიზაციის დროს ფოლადი თბება აუსტენიტურ დიაპაზონამდე და შემდეგ ჰაერზე ცივდება. თუმცა, გამაგრება ხორციელდება გამკვრივების შემდეგ და Ac1 ტემპერატურაზე დაბლა, სრული ხელახალი აუსტენიტიზაციის გარეშე.

გამაგრება და სტრესის შემსუბუქება

სტრესის შემსუბუქება ის ძირითადად გამოიყენება ნარჩენი დაძაბულობის შესამცირებლად, რომელიც წარმოიქმნება, მაგალითად, შედუღების, დამუშავების, ჩამოსხმის ან წინა ტექნოლოგიური პროცესების დროს.
თუმცა, გამაგრება, პირველ რიგში, დაკავშირებულია ფოლადის მდგომარეობასთან გამყარების შემდეგ. დაძაბულობის შემცირება მისი ერთ-ერთი ეფექტია, მაგრამ ამავდროულად, მნიშვნელოვანი ცვლილებები ხდება გამყარების მიკროსტრუქტურაში.

გამაგრება და ნიტრირება

ნიტრიდინგი არის თერმოქიმიური პროცესი, რომლის დროსაც ზედაპირული ფენა აზოტით მდიდრდება. ამ გზით გამაგრება ზედაპირის ქიმიურ შემადგენლობას არ ცვლის.
ნიტრირებისთვის განკუთვნილი კომპონენტებისთვის დიდი მნიშვნელობა აქვს მასალის მდგომარეობას წინასწარი თერმული დამუშავების შემდეგ. ზედაპირის დამუშავების პროცესში ბირთვის თვისებების შემთხვევითი ცვლილებების თავიდან ასაცილებლად, წინასწარი გახურების ტემპერატურა სათანადოდ უნდა იყოს კოორდინირებული შემდგომ ნიტრირების ტემპერატურასთან.

გახურება და გახურება

გახურება არ უნდა აგვერიოს გახურების პროცესებში. რბილი გახურება , სრული გახურება, იზოთერმული გახურება, სფეროიდული გახურება და რეკრისტალიზებული გახურება სხვადასხვა მიზნით ხორციელდება და მიკროსტრუქტურული ცვლილების სხვადასხვა მექანიზმს იყენებს.

გამაგრება პირდაპირ კავშირშია წინა გამკვრივებასთან და გამკვრივებული სტრუქტურის თვისებების შეცვლასთან.

ფოლადის შერბილების გამოყენება

გამაგრებული ფოლადების პრაქტიკულად ყველა ჯგუფში გამოიყენება გამაგრება, თუ საჭირო თვისებები გამკვრივებისთანავე არ უნდა შეესაბამებოდეს ნედლ მდგომარეობას.

ტიპიური აპლიკაციები მოიცავს:

• ჭრის ხელსაწყოები,
• კვდება და ურტყამს,
• სამრეწველო დანები,
• საკისრები და მათი კომპონენტები,
• ლილვები და ღერძები,
• გადაცემათა კოლოფი,
• წყაროები,
• მაღალი სიმტკიცის ხრახნები,
• თერმული გაუმჯობესების დაქვემდებარებული მანქანის ნაწილები,
• გამაგრებადი მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადები.

ფოლადის გამაგრება - ყველაზე მნიშვნელოვანი ინფორმაცია

ფოლადის გამაგრება არის თერმული დამუშავების პროცესი, რომელიც ძირითადად გამკვრივების შემდეგ ხორციელდება სიმტკიცეს, სიმტკიცეს, დრეკადობასა და მსხვრევადი სიმტკიცეს შორის საჭირო ბალანსის მისაღწევად. პროცესი ხორციელდება Ac1 ტემპერატურაზე დაბალ ტემპერატურაზე, რაც ხელს უშლის მასალის ხელახლა სრულ აუსტენიტიზაციას.
გამაგრების დროს ხდება რთული მიკროსტრუქტურული ტრანსფორმაციები, მათ შორის ზეგაჯერებული მარტენსიტის დაშლა, კარბიდების დალექვა, დაძაბულობის შემცირება და - კლასისა და პირობების მიხედვით - შეკავებული აუსტენიტის ტრანსფორმაცია. ამ მოვლენების ბუნება დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, დროზე და ფოლადის ქიმიურ შემადგენლობაზე.
დაბალი ტემპერატურა ძირითადად გამოიყენება მაღალი სიმტკიცის საჭიროების შემთხვევაში, ხოლო გამკვრივების შემდეგ მაღალი ტემპერატურა საფუძველს წარმოადგენს. თერმული გაუმჯობესებამაღალშენადნობი ფოლადების შემთხვევაში, პროცესი შეიძლება უფრო რთული იყოს და მოიცავდეს მეორად გამკვრივებას და მრავალჯერადი გამაგრების საჭიროებას.
არ არსებობს ერთი უნივერსალური გამაგრების ტემპერატურა და დროის დიაპაზონი, რომელიც გამოიყენება ყველა კლასის ფოლადისთვის. პარამეტრები უნდა შეირჩეს ქიმიური შემადგენლობის, გამაგრების პირობების, კომპონენტის ზომისა და სასურველი საბოლოო თვისებების საფუძველზე.

ფოლადის თერმული და თერმოქიმიური დამუშავების მეთოდები

გამაგრება ფოლადის მიკროსტრუქტურისა და თვისებების მოდიფიცირებისთვის გამოყენებული პროცესების მხოლოდ ერთი ჯგუფია. სასურველი ეფექტიდან გამომდინარე, ასევე გამოიყენება ნორმალიზაცია, დაძაბულობის შემსუბუქება, გამკვრივება, გამაგრება და თერმოქიმიური პროცესები, როგორიცაა კარბურიზაცია და ნიტრიდაცია.

ფოლადის თერმული დამუშავების მეთოდები

• ნორმალიზებული ფოლადი – მარცვლეულის დახვეწა და მიკროსტრუქტურის გაერთიანება.
• სტრესის შემსუბუქება – ნარჩენი სტრესების შემცირება.
• ფოლადის დარბილება – სიმტკიცის შემცირება და შემდგომი დამუშავებისადმი მგრძნობელობის გაუმჯობესება.
• სრული გახურება – აუსტენიტიზაცია და ნელი გაგრილება.
• იზოთერმული გახურება – ტრანსფორმაცია ხორციელდება სწორად შერჩეული ტემპერატურის შენარჩუნებისას.
• ბურთისებრი გახურება - სფეროიდიზაცია – ცემენტიტის ან სხვა კარბიდების მორფოლოგიის ცვლილება.
• რეკრისტალიზაციის გახურება – დამსხვრევის ეფექტების მოხსნა და პლასტიურობის აღდგენა.
• ჰომოგენიზებული გახურება – სეგრეგაციის შემცირება და მასალის შემადგენლობის ჰომოგენიზაცია.
• გამკვრივება და თერმული დამუშავება – მიკროსტრუქტურისა და თვისებების ფორმირება გამკვრივებითა და გამაგრებით.
• ფოლადის გამაგრება – ფოლადის თვისებების კონტროლირებადი მოდიფიკაცია გამკვრივების შემდეგ.
• ინდუქციური გამკვრივება – ზედაპირული ინდუქციური გათბობა და სწრაფი გაგრილება.
• ცეცხლოვანი გამკვრივება – ზედაპირის გამკვრივება ალივით ლოკალური გათბობის შემდეგ.
• ჭარბი გაჯერება – შესაბამისი თერმული ციკლით ზეგაჯერებული მყარი ხსნარის მიღება.
• დაბერება – კონტროლირებადი ფაზური გამოყოფა, რაც იწვევს მასალის გამაგრებას.

ფოლადის თერმოქიმიური დამუშავების მეთოდები

• ფოლადის ნიტრირება – ზედაპირული ფენის აზოტით დიფუზიური გამდიდრება.
• კარბურიზაციის ფოლადი – ზედაპირების დიფუზიური გამდიდრება ნახშირბადით.
• კარბონიტრიდინგი – ზედაპირული ფენის ერთდროული გამდიდრება ნახშირბადით და აზოტით.
• ნიტროკარბურიზაცია / ნიტროკარბურიზაცია – ფენის გამდიდრება, ძირითადად აზოტით და ნახშირბადით.
• ბურღვა – ზედაპირის დიფუზიური გაჯერება ბორით.
• დიფუზიური ქრომირებული მოპირკეთება – ფენის ქრომით დიფუზიური გამდიდრება.
• დიფუზიური ალუმინიზაცია – ფენის დიფუზიური გამდიდრება ალუმინში.