Po'latdagi magniy Mg (magniy) – xususiyatlari, po'latga ta'siri va metallurgiya qo'llanilishi

Magniy (Mg) kabi odatiy qotishma qo'shimchalaridan ko'ra po'lat metallurgiyasida butunlay boshqacha rol o'ynaydigan yengil, juda reaktiv metall elementdir. Chrome, nikel, molibden yoki vanadiyUning juda yuqori moyilligi tufayli kislorod i oltingugurt magniy asosan quyidagicha ishlatiladi metall bo'lmagan qo'shimchalarni o'zgartiradigan, deoksidlanish va desulfurizatsiyani qo'llab-quvvatlaydigan va po'latning metallurgik sofligini yaxshilaydigan element.
Magniy odatda po'latga klassik qotishma elementi sifatida ko'p miqdorda qo'shilmaydi. Uning ta'siri asosan ikkilamchi metallurgiya va suyuq po'latni qayta ishlash jarayonlarida qo'llaniladigan kichik, nazorat ostida qo'shimchalar bilan bog'liq.
To'g'ri bajarilgan magniy bilan davolash o'zgarishi mumkin metall bo'lmagan qo'shimchalarning turi, o'lchami, shakli va tarqalishi, bu esa keyingi ishlov berish jarayonida po'latning zarba kuchiga, charchoqqa chidamliligiga, ko'ndalang xususiyatlariga, ishlov berish qobiliyatiga va xatti-harakatlariga ta'sir qilishi mumkin.

Magniy (Magniy) – asosiy ma'lumotlar

Po'latdagi magniyning roli

Klassik konstruktiv po'latlarda magniy miqdori odatda po'lat markasini belgilovchi asosiy parametrlardan biri emas. Uning ahamiyati birinchi navbatda metallurgiya jarayoni bilan bog'liq.
Mg ning eng muhim funktsiyalari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• suyuq po'latni deoksidlash,
• oltingugurtni yo'qotish,
• sulfidlarni modifikatsiyalash,
• oksidlar va murakkab metall bo'lmagan qo'shimchalarni modifikatsiyalash,
• katta va cho'zilgan inkluzyonlarning paydo bo'lishini cheklash,
• po'latning metallurgiya tozaligini yaxshilash,
• Muayyan texnologiyalarda yadrolanish va mikrotuzilmaning rivojlanishiga ta'siri.

Magniy qo'shilishining ta'siri uning miqdoriga, kiritish usuliga, kislorod va oltingugurt miqdoriga , po'latning avvalgi deoksidlanishiga va boshqa elementlarning, ayniqsa alyuminiy , marganets va kaltsiyning mavjudligiga bog'liq.

Nima uchun magniy qiyin metallurgiya qo'shimchasi hisoblanadi?

Magniyning qaynash harorati suyuq po'latnikidan ancha past.
Suyuq po'lat haroratida Mg juda yuqori bug 'bosimiga va juda yuqori reaktivlikka ega.
Suyuq po'latga magniyning to'g'ridan-to'g'ri va nazoratsiz qo'shilishi juda tez bug'lanishga va kuchli reaksiyalarga olib keladi.
Shuning uchun, Mg nazorat ostida, masalan, to'g'ri tayyorlangan qotishmalar, yadroli simlar shaklida yoki magniy hosilini oshirish uchun maxsus texnologiyalar yordamida kiritilishi kerak.
Mg kiritish usulini boshqarish po'latni samarali magniy bilan qayta ishlashning asosiy elementlaridan biridir.

Magniy po'lat deoksidlovchi sifatida

Magniy juda yuqori kimyoviy yaqinlikka ega kislorod.
Suyuq po'latda erigan kislorod bilan reaksiyaga kirishishi mumkin:

Rivojlanayotgan magniy oksidi MgO termodinamik jihatdan juda barqaror birikma.
Magniyning kislorodni bog'lash qobiliyati uning mavjud oksidlarni deoksidlash va modifikatsiyalash jarayonlarida ishtirok etishini anglatadi.
Biroq, amalda, Mg, boshqalar qatori, odatdagi deoksidatsiya texnologiyalarini avtomatik ravishda almashtirmaydi, alyuminiy, kremniy i manganKo'pincha, bu po'latning dastlabki deoksidlanishidan keyin amalga oshiriladigan yanada rivojlangan metallurgiya ishlov berish elementidir.

Magniy va po'latni desulfurizatsiya qilish

Mg ning ikkinchi juda muhim xususiyati uning yuqori darajada yaqinligidir oltingugurt.
Magniy magniy sulfidining hosil bo'lishiga olib keladigan reaksiyada ishtirok etishi mumkin:

Shu tufayli, Mg suyuq po'latning chuqur desulfurizatsiyasini qo'llab-quvvatlashi mumkin.
Haqiqiy metallurgiya jarayonida reaksiyalar murakkabroq va oltingugurtni olib tashlash samaradorligi, boshqa narsalar qatori, quyidagilarga bog'liq:

• kislorod faolligi,
• tezyurar yo'l tarkibi,
• harorat,
• kiritilgan Mg miqdori,
• magniyni kiritish usuli,
• metall vannani aralashtirish shartlari.

Mg ning kislorodga bir vaqtning o'zida juda kuchli yaqinligi tufayli, oltingugurtni samarali nazorat qilish suyuq po'latni tegishli tayyorlashni talab qiladi.

Magniy va marganets sulfidi MnS

Interjektsiyalar MnS2 – marganets sulfidi ko'plab po'lat turlarida mavjud bo'lgan muhim qo'shimchalardir.
Vaholanki prokatlash yoki zarb qilish Plastik MnS qo'shilishlari material deformatsiyasi yo'nalishi bo'yicha cho'zilishi mumkin.
Bu xarakterli cho'zilgan qo'shimchalar tasmalarining shakllanishiga olib keladi.
Bunday qo'shimchalar quyidagilarga olib kelishi mumkin:

• mexanik xususiyatlarning anizotropiyasi,
• ko'ndalang yo'nalishda xususiyatlarning yomonlashishi,
• ma'lum sharoitlarda yorilishga chidamlilikning pasayishi,
• charchoq yoriqlarining boshlang'ich joylarini shakllantirish,
• dinamik yuklar ostida xususiyatlarning yomonlashishi.

Mg bilan ishlov berish sulfid qo'shilishlarining tabiatini o'zgartirishi, klassik cho'zilgan MnS ulushini kamaytirishi va murakkabroq Mg o'z ichiga olgan qo'shilishlarning shakllanishiga yordam berishi mumkin.

Magniy bilan metall bo'lmagan qo'shimchalarning modifikatsiyasi

Po'lat metallurgiyasida magniyning eng muhim zamonaviy qo'llanilishlaridan biri bu qo'shilish modifikatsiyasi – metall bo'lmagan qo'shilishlarni modifikatsiya qilish.
Metall bo'lmagan qo'shimchalar, boshqalar qatori, quyidagi reaksiyalar natijasida hosil bo'ladi:

• deoksidlanish,
• oltingugurtni yo'qotish,
• metall va shlak o'rtasidagi reaksiya,
• olovga chidamli materiallar bilan reaksiyaga kirishish,
• suyuq po'latning ikkilamchi oksidlanishi.

Magniy mavjud qo'shimchalar bilan reaksiyaga kirishishi va ularning kimyoviy tarkibi va morfologiyasini o'zgartirishi mumkin.
Po'lat tarkibiga qarab, quyidagilar sodir bo'lishi mumkin.

• MgO,
• MgS,
• MgO·Al₂O₃ – magniy-alyuminiy shpinel,
• tarkibida Mg bo'lgan murakkab oksid-sulfidlar,
• Mg, Ca, Al, O va S ni o'z ichiga olgan ko'p komponentli qo'shimchalar.

Magniy va Al₂O₃ qo'shimchalari

Deoksidlangan po'latlarda alyuminiy Al qo'shilishlari paydo bo'lishi mumkin₂O₃.
Alyuminiy oksidi juda qattiq va klasterlarda yoki tartibsiz zarrachalar shaklida paydo bo'lishi mumkin.
Mg ning mavjudligi Al o'z ichiga olgan qo'shimchalar bilan reaksiyalarga olib kelishi mumkin₂O₃ va shakllanish shpinel qo'shimchalari MgO·Al₂O₃.
Biroq, bu jarayon diqqat bilan nazorat qilinishi kerak.
Shpinelning hosil bo'lishi har doim ham avtomatik ravishda foydali emas. Qattiq shpinel qo'shilishlari texnologik muammolarni ham keltirib chiqarishi mumkin, shuning uchun Mg ni davolashning maqsadi inklyuziv populyatsiyaning boshqariladigan modifikatsiyasi, shunchaki MgO yoki shpinellar miqdorini maksimal darajada oshirish emas.

Po'latning metallurgiya sofligi

Kontseptsiya metallurgiya tozaligi nafaqat umumiy kislorod yoki oltingugurt miqdori pastligini anglatmaydi.
Shuningdek, quyidagilar muhim:

• qo'shimchalar soni,
• ularning o'lchami,
• shakl,
• kimyoviy tarkibi,
• materialda taqsimlanish,
• klasterlarni shakllantirish tendentsiyasi.

Zamonaviy yuqori sifatli po'latlarda qo'shimchalarni nazorat qilish matritsaning kimyoviy tarkibini nazorat qilish kabi muhimdir.
Magniy ishlatiladigan vositalardan biri bo'lishi mumkin metall bo'lmagan qo'shilish muhandisligi.

Magniyning po'latning mexanik xususiyatlariga ta'siri

Mg to'g'ridan-to'g'ri ko'paymaydi mexanik xususiyatlar klassik qotishma elementlari bilan bir xil tarzda po'lat.
Uning ta'siri asosan bilvosita bo'lib, inklyuziyalarni nazorat qilishdan kelib chiqadi.

Biroq, bu ta'sir universal emas. Haddan tashqari miqdorda magniy yoki noqulay qattiq qo'shimchalarning hosil bo'lishi teskari ta'sirga olib kelishi mumkin.

Magniy va charchoq kuchi

Metall bo'lmagan qo'shimchalar yuqori mustahkamlikdagi po'latlarda charchoq yoriqlarining paydo bo'lishining muhim joylaridan biridir.
Sirt yaqinida yoki yuqori stressli joylarda joylashgan katta, qattiq yoki konsentrlangan inklüzyonlar ayniqsa noqulay bo'lishi mumkin.
Nazorat ostidagi Mg bilan ishlov berish inklyuziyalarning o'lcham taqsimoti va morfologiyasini o'zgartirishi mumkin, bu esa uni ko'paytirish imkonini beradi charchoqqa chidamlilik.
Bu, ayniqsa, yuqori yuklangan mashina qismlari uchun mo'ljallangan yuqori tozalikdagi po'latlarda juda muhimdir.

Magniy va po'latning zarbaga chidamliligi

Uzaygan sulfidli tasmalar va katta qo'shimchalar yoriqlarning paydo bo'lishi va tarqalishini osonlashtirishi mumkin.
Shuning uchun ularning o'zgarishi tadqiqot natijalariga ta'sir qilishi mumkin. zarba kuchi.
Eng muhim omil anizotropiyaning cheklanishi bo'lishi mumkin, chunki prokat paytida hosil bo'lgan cho'zilgan qo'shimchalar material xususiyatlarining namuna olish yo'nalishiga bog'liq bo'lishiga olib keladi.
Inklyuziyalarni ingichka va ijobiyroq taqsimlangan zarrachalar tomon o'zgartirish bu bog'liqlikni kamaytirishi mumkin.

Magniy va mayda donali po'lat

Ma'lum sharoitlarda mayda magniy o'z ichiga olgan qo'shimchalar boshqa fazalarning heterojen yadrolanish joylari bo'lib xizmat qilishi mumkin.
Bu hodisa po'latning mikro tuzilishini boshqarish bilan bog'liq tadqiqotlarda va tanlangan texnologiyalarda qo'llaniladi.
Fazaviy o'zgarishlar paytida juda mayda Mg saqlagan oksidlarni yadrolanish joylari sifatida ishlatish imkoniyati alohida qiziqish uyg'otadi.
Biroq, bu mexanizm har bir Mg qo'shilishi avtomatik ravishda donalarning tozalanishiga olib keladi degani emas. Ta'sir zarrachalar soni, hajmi, tarkibi va tarqalishiga, shuningdek, materialning umumiy issiqlik aylanishiga bog'liq.

Yuqori tozalikdagi po'latlardagi magniy

Mg ning ahamiyati, ayniqsa, po'latlarda ortadi, chunki ularning xususiyatlari metall bo'lmagan qo'shimchalar bilan cheklangan.
Bu, boshqalar qatori, tanlanganlarga ham tegishli:

• yuqori mustahkamlikdagi konstruktsion po'latlar,
• podshipnik po'latlari,
• prujinali po'lat,
• asbob po'latlari,
• yuqori yuklangan mashina qismlari uchun mo'ljallangan po'lat,
• metallurgiya tozaligi uchun maxsus talablarga ega po'lat.

Bunday materiallarda, hatto juda oz miqdordagi qo'shimchalarni ham nazorat qilish operatsion chidamlilik uchun muhim bo'lishi mumkin.

Po'latdagi magniy

Rulman po'latlari - bu katta metall bo'lmagan qo'shimchalarning mavjudligiga ayniqsa sezgir bo'lgan materiallar.
Rulmanlar juda yuqori, tsiklik kontakt kuchlanishlari ostida ishlaydi va qo'shilish charchoq yorig'ining paydo bo'lish joyiga aylanishi mumkin.
Shuning uchun yuqori sifatli rulmanli po'latlarni ishlab chiqarishda quyidagilar katta ahamiyatga ega:

• kislorod miqdori pastligi,
• katta inkluzyonlarni cheklash,
• ularning tarkibini nazorat qilish,
• ularning o'lchamlari va joylashuvini nazorat qilish.

Agar umumiy metallurgiya jarayoniga to'g'ri integratsiya qilinsa, magniy bilan ishlov berish bunday po'latlardagi qo'shilish populyatsiyasini o'zgartirishning bir usuli bo'lishi mumkin.

Bahorgi po'latlardagi magniy

Yuqori sifatli prujinali po'latlar takroriy yuk ostida ishlaydi, shuning uchun ularning charchoqqa chidamliligi ayniqsa muhimdir.
Katta oksid yoki sulfid qo'shilishlari yoriqlar paydo bo'lish joyi bo'lishi mumkin.
Shuning uchun Mg yordamida inklyuziyani boshqarish tanlangan yuqori sifatli mahsulotlarni ishlab chiqarishda ham muhim ahamiyatga ega bo'lishi mumkin. prujinali po'lat, ayniqsa yuqori charchoq kuchiga ega elementlar uchun mo'ljallangan.

Po'lat metallurgiyasida magniy va kaltsiy

Magniy ham, kaltsiy ham qo'shimchalarni o'zgartirish uchun ishlatilishi mumkin, ammo ularning metallurgik xususiyatlari bir xil emas.

Zamonaviy metallurgiyada, shuningdek, ma'lum bir qo'shilish populyatsiyasini olish uchun Mg va Ca o'zaro ta'sirini birgalikda ko'rib chiqadigan jarayonlarni loyihalash mumkin.

Po'latdagi magniy va alyuminiy

Alyuminiy po'lat uchun keng tarqalgan deoksidlovchi vositadir. Al ning deoksidlanishi Al ₂ O ₃ qo'shimchalarining hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin . Mg ishtirokida shpinel hosil bo'lishiga olib keladigan transformatsiyalar mumkin:

Metallurgiya nuqtai nazaridan, faqat Mg va Al ning umumiy miqdorini tahlil qilishning o'zi yetarli emas. Muhimi, ularning faolligi va quyidagilar o'rtasidagi muvozanatdir:

• Suyuq po'latda erigan Mg,
• Al po'latda erigan,
• kislorod,
• oltingugurt,
• oksidlar, shpinellar va sulfidlar hosil qilgan.

Magniy, marganets va oltingugurt

Mangga ta'sirini nazorat qilishda katta ahamiyatga ega oltingugurt po'latda va noqulay FeS o'rniga MnS hosil bo'lishiga yordam beradi.
Biroq, Mg oltingugurtga juda kuchli yaqinlikka ega va sulfid qo'shilishlarini modifikatsiyalashda ishtirok etishi mumkin.
Natijada, Fe–Mn–Mg–S–O tizimi klassik MnS dan farqli xususiyatlarga va morfologiyaga ega murakkab qo'shilishlarning hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin.
Bu, ayniqsa, maqsad plastik ishlov berish jarayonida hosil bo'lgan cho'zilgan qo'shimchalarni kamaytirish bo'lganda juda muhimdir.

Magniy va po'latning ishlov berish qobiliyati

Metall bo'lmagan qo'shimchalar ham kesish jarayoniga ta'sir qiladi.
Ularning tarkibi, qattiqligi, hajmi va tarqalishi quyidagilarga ta'sir qilishi mumkin:

• pichoqning aşınması,
• chiplarni sindirish,
• asbob-material interfeysidagi ishqalanish,
• ishlov berilgandan keyin sirt sifati.

Shuning uchun, Mg tomonidan qo'shilishlarning modifikatsiyasi ishlov berishga ta'sir qilishi mumkin, ammo o'zgarish yo'nalishi ma'lum po'latga va natijada paydo bo'lgan qo'shilish populyatsiyasiga bog'liq.
Shuning uchun, har qanday Mg qo'shilishi avtomatik ravishda ishlov berish qobiliyatini yaxshilaydi, deb umumiy qoida sifatida qabul qilib bo'lmaydi.

Magniy va payvandlash qobiliyati

Mg ning po'latning payvandlash qobiliyatiga ta'siri asosan bilvosita.
Qo'shimchalarning turi va tarqalishini o'zgartirish issiqlik ta'sirlangan zonadagi materialning xatti-harakatlariga va mikrotuzilma yadrolanish jarayonlariga ta'sir qilishi mumkin.
Tanlangan metallurgiya konsepsiyalarida payvandlash termal sikli davomida sodir bo'ladigan o'zgarishlarni boshqarish uchun mayda magniy o'z ichiga olgan oksidlar qo'llaniladi.
Biroq, ta'sir po'lat tarkibiga, ishlab chiqarish texnologiyasiga va payvandlash parametrlariga bog'liq.

Oksid metallurgiyasi – mayda Mg oksidlaridan foydalanish

Mg dan foydalanishning ma'lum bir sohasi bu tushuncha deb nomlanadi oksid metallurgiyasi – oksid metallurgiyasi.
Barcha oksid qo'shilishlarini faqat aralashmalar sifatida ko'rib chiqish o'rniga, maqsad ularning tarkibini, sonini va hajmini nazorat qilishdir, shunda juda mayda zarrachalar mikrotuzilmani shakllantirishda ma'lum bir funktsiyani bajarishi mumkin.
Tegishli sharoitlarda Mg saqlovchi mayda oksidlar:

• muayyan fazalarning yadrolanishida ishtirok etish,
• don o'sishiga ta'sir qiladi,
• sovutish paytida sodir bo'ladigan o'zgarishlarga ta'sir qiladi,
• payvandlash paytida issiqlik ta'sirlangan zonaning mikro tuzilishiga ta'sir qiladi.

Bu klassik deoksidatsiya yoki desulfurizatsiyaga qaraganda Mg ning ancha rivojlangan qo'llanilishi.

Po'latga qancha magniy qo'shiladi?

Klassik qotishma elementlaridan farqli o'laroq, magniy odatda juda oz miqdorda ishlatiladi . Barcha po'latlar uchun yagona, universal magniy miqdori yo'q. Optimal miqdor, boshqa narsalar qatori, quyidagilarga bog'liq:

• po'lat turi,
• boshlang'ich kislorod va oltingugurt miqdori,
• zawartości alyuminiy,
• kaltsiyning mavjudligi,
• talab qilinadigan qo'shimchalar turi,
• Mg kiritish usullari,
• suyuq po'lat harorati,
• Mg ni qayta ishlash va quyish orasidagi vaqt.

Metallurgiya amaliyotida ppm bilan o'lchangan tarkib muhim bo'lishi mumkin , shuning uchun Mg miqdoridagi kichik o'zgarishlar ham hosil bo'lgan qo'shilish turiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Nima uchun ortiqcha magniy zararli bo'lishi mumkin?

Yuqori Mg miqdori avtomatik ravishda yaxshiroq po'lat degani emas.
Haddan tashqari yoki noto'g'ri nazorat qilingan qayta ishlash quyidagilarga olib kelishi mumkin:

• ortiqcha miqdordagi qattiq MgO qo'shimchalarining hosil bo'lishi,
• kiruvchi MgO·Al shpinellarining hosil bo'lishi₂O₃,
• inklyuziyalar aglomeratsiyasi,
• quyish paytida muammolar,
• quyma tizimining elementlariga reaksiya mahsulotlarini cho'ktirish,
• po'latning tozaligi yaxshilanish o'rniga yomonlashmoqda.

Shuning uchun, Mg ni aniq boshqariladigan metallurgiya modifikatori sifatida ko'rib chiqish kerak , foydali ta'siri uning tarkibiga mutanosib ravishda ortib boradigan qo'shimcha sifatida emas.

Magniy va po'latda ishlatiladigan boshqa elementlar

Po'lat va magniy qotishmalaridagi magniy

Aniq farq qilish kerak po'lat metallurgiyasida ishlatiladigan kichik qo'shimcha yoki modifikator sifatida magniy magniy qotishmalaridan.
Po'latda asosiy komponent qoladi temir, va Mg juda oz miqdorda uchraydi va asosan metallurgiya jarayonlari va qo'shilishlarni nazorat qilish uchun ishlatiladi.
Magniy qotishmalari Ular Mg asosiy matritsa komponenti bo'lgan alohida materiallar guruhidir. Ular juda past zichlik bilan ajralib turadi va aviatsiya, avtomobilsozlik va yengil konstruksiyalar kabi sohalarda qo'llaniladi.
Bu magniy qo'llanilishining ikkita butunlay boshqa guruhlari.

Zamonaviy po'lat metallurgiyasida magniyning ahamiyati

Charchoq muddati, zarba kuchi va komponentlarning ishonchliligiga bo'lgan talablar ortib borishi bilan nafaqat po'latning nominal kimyoviy tarkibi, balki metallurgiya sofligi va inklyuziya muhandisligi.
Bu sohada Mg juda muhim rol o'ynashi mumkin.
Uning ishlatilishi tegishli ravishda ishlab chiqilgan jarayonlarga ta'sir qilish imkonini beradi:

• qo'shimchalarning kimyoviy tarkibi,
• ularning o'lchami,
• morfologiya,
• tartibga solish,
• prokatlash va zarb qilish paytida deformatsiyaga moyillik,
• inklyuziyalarning mikrotuzilishga ta'siri.

Shu sababli, Mg asosan po'latning metallurgiya sifatini aniq nazorat qilish uchun ishlatiladigan texnologik element sifatida qaralishi kerak.

Po'latdagi magniy Mg - xulosa

Magniy Mg po'latning odatiy qotishma elementi emas, balki asosan metall bo'lmagan qo'shimchalarni o'zgartirish, desulfurizatsiya qilish va po'latning sofligini nazorat qilish uchun ishlatiladigan juda reaktiv metallurgik qo'shimchadir.
Mg ning kislorodga yuqori darajada yaqinligi va oltingugurt boshqalar qatori MgO va MgS ning hosil bo'lishiga va suyuq po'latda mavjud bo'lgan boshqa qo'shimchalarning o'zgarishiga imkon beradi.
Mg ning deoksidlanish jarayonida hosil bo'lgan inkluzyonlar bilan o'zaro ta'siri alohida ahamiyatga ega. alyuminiy va MgO·Al shpinellarini yaratish imkoniyati₂O₃.
Nazorat ostida magniy bilan ishlov berish katta va cho'zilgan qo'shimchalarning salbiy ta'sirini kamaytirishi, mulk anizotropiyasini kamaytirishi va ba'zi po'latlarda zarba kuchi va charchoq muddatini yaxshilashi mumkin.
Shu bilan birga, Mg juda aniq texnologik nazoratni talab qiladi. Suyuq po'latning haroratiga nisbatan yuqori reaktivligi va past qaynash harorati tufayli uni odatiy qotishma qo'shimchasi sifatida ko'rib chiqish mumkin emas.
Zamonaviy po'latlarda magniyning eng katta ahamiyati ikkilamchi metallurgiya, metallurgiya tozaligi va metall bo'lmagan qo'shimchalarni muhandislik qilish bilan bog'liq.

Temir Wegiel Chrom Nikel Vanadiy Mangga Silikon molibden Wolfram Mis Tytan Alyuminiy kobalt Niob fosfor Oltingugurt Kislorod azot Magniy Sink