Alaşımlı elementlərin poladın xassələrinə təsiri. Əsas ərinti elementləri. Polad ərintisi xüsusiyyətləri

Bəzi alətlər və bıçaqların istehsalı üçün istifadə olunur xüsusi poladlar alaşımlı əlavələrin əlavə edilməsi ilə. Polad ərintisi metallurgiya sənayesində həyata keçirilir. Eyni zamanda, bəzi əlavələr yalnız poladın xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıra bilməz, həm də ərimə prosesini əhəmiyyətli dərəcədə sadələşdirə bilər. Alaşımlamanın texnoloji prosesi olduqca mürəkkəbdir, xüsusi dəqiqlik tələb edir və buna görə də evdə praktiki olaraq mümkün deyil.

1 Prosesin təsviri, məqsədləri

Alətlərin istehsalı üçün istifadə olunan poladın ərintiləri ilə yarımkeçiricilərin istehsalı üçün istifadə olunanları ayırmaq lazımdır. Beləliklə, birinci halda, artım dəqiq tələb olunur mexaniki xüsusiyyətlər, ikinci halda isə keçirici xüsusiyyətlərin artırılması tələb olunur. Bunun üçün müxtəlif alaşımlı əlavələr istifadə olunur və texnoloji proses də əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir. Proseslər haqqında təsəvvürə malik olmaq üçün bu material müxtəlif texniki ehtiyaclar üçün metal ərintilərinin əsaslarını qısaca nəzərdən keçirəcəkdir.

Alaşımlama dedikdə, metalın tərkibinə metalın xüsusiyyətlərini və xassələrini dəyişən müxtəlif çirklərin (aşqarların) əlavə edilməsi başa düşülür. Bu vəziyyətdə ərinti prosesləri aşağıdakılara bölünür:

1. Metallurgiya ərintisi (başqa sözlə - həcmli).
2. Səthi. Bir neçə yolla edilə bilər: diffuziya, ion "bombardmanı" və s.

Poladın ərintiləndiyi sənayedən asılı olaraq, onlar istifadə edilə bilər müxtəlif texnologiyalar. Beləliklə, metallurgiya sənayesində poladın ərinmiş metala ərintisi üçün, ərintilər üçün metal əlavə olaraq istifadə olunur.

Xrom, molibden, nikel, niobium (niobium nadir hallarda istifadə olunur) ilə ərintilər və s. Bu əlavələr əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşa bilər fiziki-kimyəvi xüsusiyyətləri material. üçün polad kütük müəyyən xüsusiyyətlərə malik olduqda (məsələn, korroziyaya qarşı müqavimət, sərtliyin artması və aşınmanın azalması), səth ərintisi istifadə olunur. Üzərində ərintilərin texnoloji prosesi həyata keçirilə bilər müxtəlif mərhələlər qəbul etmək üçün üzgüçülük mayoları müxtəlif xüsusiyyətlər bitmiş kirayə.

Səth ərintisi tez-tez eynək etmək üçün istifadə olunur və keramika məhsulları. Bu, püskürtməkdən daha yaxşıdır, çünki əlavə və əsas materialın yayılması var.

Dopinq yarımkeçiricilərin əsas məqsədi lazımi xüsusiyyətləri (məsələn, pn qovşağının hamarlığı) əldə edərkən keçiriciliyi, həmçinin müəyyən miqdarda materialda daşıyıcıların konsentrasiyasını dəyişdirməkdir. Bu məqsədlər üçün ən çox fosfor və ya arsen əlavələri istifadə olunur, bəzən bor əlavə olunur.

Üstündə Bu an bir neçə var texnoloji yollar dopinq. Onlar haqqında daha çox növbəti bölmədə.

2 fərqli yol

Birinci üsul ion dopinqidir (ion implantasiyası).Bu üsul cihazları maksimum dəqiqliklə idarə etməyə imkan verəcək. Bu texnologiya əsasən dopinq yarımkeçiricilər üçün istifadə olunur. İon dopinqi şərti olaraq 2 mərhələyə bölünə bilər: alaşımlı atomların materiala sürülməsi və materiala daxil olan əlavənin aktivləşdirilməsi. Prosesə doza (aşqarın miqdarı), enerji (aşqının daxil olma dərinliyini müəyyən edir), temperatur (aşqarın materialda paylanmasını müəyyən edir), həmçinin prosesin vaxtı ilə idarə oluna bilər.

Sonra neytron transmutasiyasının dopinq prosesi gəlir. Yarımkeçiricilərin dopinq edilməsi üçün də istifadə olunur. Prinsiplər texnoloji proses aşağıdakılar: əlavələr təqdim edilmir, lakin "mutasiyaya uğramış" mənbə material materialın neytronlarla şüalanması nəticəsində yaranan nüvə reaksiyaları zamanı. Nəticə atomların bərabər paylandığı bir kristal materialdır. Bənzər bir üsul ilk dəfə 1980-ci ildə SSRİ ərazisində tətbiq edilmişdir. Yerli alimlər atom enerji bloklarında silisiumun böyük miqdarda əridilməsinin mümkünlüyünü sübut etdilər, eyni zamanda elektrik enerjisi istehsalını azaltmadan və təhlükəsizlik parametrlərini pisləşdirmədən. 1988-ci ildən 2004-cü ilə qədər texnologiya Rusiyanın demək olar ki, bütün atom elektrik stansiyalarında tətbiq olundu və təkmilləşdirildi, bu da Si külçələrinin diametrini 85 mm-ə qədər artırmağa imkan verdi. Hazırda bu texnologiyada Rusiya liderdir.

Yarımkeçiricilərin dopinq edilməsinin başqa bir üsulu termal diffuziya üsuludur. O, şərti olaraq bir neçə mərhələyə bölünür: qatqının çökməsi, yumşalma (bu müddət ərzində əlavənin materiala vurulması) və əlavənin çıxarılması.

Elektropark ərintisi, aşqarın elektroddan məhsulun səthinə köçürüldüyü qövs boşalmalarından istifadə edərək hazır metal məmulatların emalı zamanı baş verir. Çox vaxt əlvan və qara metallurgiyada (tökmə prosesində) istifadə olunan qəliblər və digər məhsullar üçün istifadə olunur, çünki emal edilmiş hissələr və konstruksiyalar davamlıdır. yüksək temperatur. Elektropark ərintisi yalnız xüsusi məhsullar və mexanizmlər üçün istifadə olunur.

Lakin metallurgiyada xüsusi ərintilər çox keçmədən - təxminən 20-ci əsrin əvvəllərindən istifadə olunmağa başladı. Bunun əsas səbəbləri proseslə bağlı texnoloji çətinliklər və komponentlərin təbii zənginləşdirilməsidir (məsələn, istifadə olunan meteorit dəmirinin tərkibində nikel, mədənlərdə isə kükürd, silisium, və s.). Bəzi yataqlarda (məsələn, Yaponiyanın cənubunda) filiz və molibden var idi yapon silahlarıçox etibarlı və davamlı hesab olunur. Avropada verilir Xüsusi diqqət 19-cu əsrin ikinci yarısında ərintiləmə prosesi, alaşımlı poladın ilk laboratoriya nümunəsi 1858-ci ildə əldə edildi, ilk sınaq partiyası 1871-ci ildə əldə edildi, lakin texnoloji cəhətdən hazır olmayan avadanlıq bu texnologiyanın sürətlə tətbiqinə imkan vermədi. Buna görə də, polad yalnız 1890-cı illərdə kütləvi şəkildə alaşımlı idi.

Ayrı-ayrılıqda, partlayıcı doyma texnologiyası haqqında danışmağa dəyər. Karbon poladı mis ilə doymuş olduqda partlayıcı ərintilərdən istifadə olunur. Bu ion metodunun alt növlərindən biridir, əsas məqsəd metal məmulatları korroziyadan qorumaqdır.

3 Əlavələr nə edir?

Vurğulamaq lazım olan ilk şey polad üçün ən çox istifadə edilən əlavələrdir. Bunlar: xrom, nikel, manqan, molibden, titan, vanadium. Mis kadmium ilə ərintilidir, bu da onun aşınma müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Az miqdarda kadmium əlavələrinin quraşdırılması məftillərin və kabellərin gücünü, elastikliyini və aşınma müqavimətini artıra bilər. Titana molibden əlavə olunur, bu da əhəmiyyətli dərəcədə arta bilər temperatur diapazonuəməliyyat. Eyni zamanda, bəzi metallar bir anda bir neçə aşqarla əridilə bilər.

Mexanik xüsusiyyətləri dəqiq yaxşılaşdırmaq üçün polad üçün ərinti əlavələri tətbiq olunur.

4 Adların izahı

Tez-tez metalın tərkibini bilməyə ehtiyac var. Materialın markalanması GOST 4543-71-ə uyğun olaraq hərf və rəqəmlərdən istifadə etməklə həyata keçirilir. Əvvəlcə C-nin miqdarını faizlə (yüzdə bir) göstərən rəqəmlər, sonra əlavəni göstərən hərflər gəlir. Mümkün təyinatlar: X - Cr, H - Ni, K - Co, M - Mo, T - Ti, B - W, A - N, B - Nb, D - Cu, G - Mn, P - B, Yu - Al , F - V, C - Si. Etiketdə, əlavəni bildirən hərfin arxasında yerləşdirilir rəqəmsal təyinat, bu, aşqarın miqdarını% göstərir, halbuki rəqəm yuvarlaqlaşdırma qaydalarına uyğun olaraq yuvarlaqlaşdırıla bilər (yəni 0,88% faktiki əlavənin tərkibi 1% -ə qədər yuvarlaqlaşdırılacaq). Əlavənin miqdarı təxminən 1% olarsa, əlavədən sonra rəqəmsal işarə ümumiyyətlə qoyulmur. Bu zaman hərfin addakı yerinin vacibliyinə diqqət yetirmək lazımdır.

Deməli, poladın adının sonunda olmayan "A" işarəsi N əlavəsinin alaşımlı aşqar kimi təyin edilməsidir, adda sonuncu olduğu halda yüksək keyfiyyəti göstərir. polad.

Məsələn, polad 65X13H2MA yazaq. Deşifrə parametri belədir: karbonun miqdarı 0,65%, 13% xrom, 2% nikel, 1% molibden, yüksək keyfiyyətli poladdır.

Sonda qeyd etmək lazımdır ki, poladdakı komponentlərin nisbətini aydın şəkildə izləmək lazımdır.

Alaşımlı polad, adi çirklərə əlavə olaraq, müəyyən kimyəvi və fiziki tələblərə cavab verməsini təmin etmək üçün zəruri olan əlavə əlavələrlə təchiz edilmiş bir poladdır.

Adi polad dəmir, karbon və çirklərdən ibarətdir, onsuz bu materialı təsəvvür etmək mümkün deyil. Alaşımlı poladda əlavə maddələr əlavə olunur ki, bunlara alaşımlı maddələr deyilir. Onlar poladın müəyyən vəziyyətlərdə zəruri olan xüsusiyyətlərə malik olmasını təmin etmək üçün istifadə olunur.

Əksər hallarda nikel, niobium, xrom, manqan, silisium, vanadium, volfram, azot, mis, kobalt dəmirə, çirklərə və karbona alaşımlı elementlər kimi əlavə olunur. Belə materialda molibden və alüminium kimi maddələrin olması da qeyri-adi deyil. Əksər hallarda materiala güc vermək üçün titan əlavə edilir.

Bu tip polad üç əsas kateqoriyaya malikdir. Alaşımlı poladın müəyyən bir qrupa nisbəti onun tərkibində nə qədər polad və çirkləri, həmçinin ərinti əlavələri ilə müəyyən edilir.

Alaşımlı polad növləri

Alaşımlı elementləri olan üç əsas polad növü var:

• Aşağı alaşımlı polad.

Tərkibində təxminən iki yarım faiz əlavə ərinti elementlərinin olması ilə xarakterizə olunur.

• Orta alaşımlı polad.

Bu materialın tərkibində 2,5 faizdən 10 faizə qədər əlavə alaşımlı maddələr var.

• Yüksək alaşımlı polad.

üçün bu növ polad materiallar daxildir, ərintilər aşqarların miqdarı on faizdən çox olan. Belə poladda bu komponentlərin miqdarı əlli faizə çata bilər.

Alaşımlı poladın məqsədi

Alaşımlı polad müasir sənayedə geniş istifadə olunur. O, sahibdir yüksək səviyyə gücü, ondan müxtəlif növ haddelenmiş metalın kəsilməsi və doğranması üçün avadanlıq istehsal etməyə imkan verir.

Məqsədlərinə görə, alaşımlı poladlar təmsil oluna bilər böyük miqdar qruplar.

Əsas olanlar bunlardır:

• struktur alaşımlı polad,
• alət lehimli polad,
• xüsusi kimyəvi və fiziki xassələrə malik lehimli polad.

Alaşımlı poladların xüsusiyyətləri müxtəlif ola bilər. Onları əsas elementlərin nisbətinə görə əldə edirlər. Bu tip poladlar istənilən halda daha davamlı və korroziyaya davamlıdır.

Alaşımlı poladların xassələri müxtəlifdir. Onlar əsasən istehsalda ərintilər kimi istifadə olunan əlavələrlə müəyyən edilir müəyyən növlər polad materiallar.

Əlavə edilmiş alaşımlı komponentlərdən asılı olaraq, polad aşağıdakı keyfiyyətlərə malikdir:

• Güc. Bu əmlak tərkibinə xrom, manqan, titan, volfram əlavə edildikdən sonra əldə edir.
• Korroziyaya davamlı. Bu keyfiyyət xrom, molibden təsiri altında görünür.
• Sərtlik. Polad xrom, manqan və digər elementlərə görə sərtləşir.

Diqqət: Qeyd etmək lazımdır ki, alaşımlı poladın daha davamlı və davamlı olması üçün xarici təsir mühit tələb olunan xrom miqdarı on iki faizdən az olmamalıdır.

Alaşımlı tipli polad, ona daxil olan bütün elementlərin düzgün faizi ilə, altı yüz dərəcə Selsiyə qədər istilik temperaturunda keyfiyyətini dəyişməməlidir.

Alaşımlı polad istehsalı.

Alaşımlı polad dərəcələri fərqlidir. Onlar geniş çeşiddə təqdim olunur. Poladın təyinatından asılı olaraq onun markalanması müəyyən edilir.

Bu gün var çoxlu sayda lehimli poladın markalanmasına dair tələblər. üçün bu proses rəqəmlərdən və hərflərdən istifadə olunur. Birincisi, nömrələr işarələmək üçün istifadə olunur. Onlar bu və ya digər alaşımlı polad karbonun yüzdə birində nə qədər olduğunun göstəriciləridir. Rəqəmlərin ardınca bu və ya digər alaşımlı polad növünün istehsalında alaşımlı aşqarların istifadə edildiyi təyinatı olan hərflər gəlir.

Hərflərin ardınca tərkibindəki alaşımlı maddənin miqdarını göstərən rəqəmlər gələ bilər. polad material. Hər hansı bir ərinti elementinin təyin edilməsindən sonra heç bir ədədi təyinat yoxdursa, onda bir faizə belə çatmayan minimum miqdar var.

Cədvəl 1. ISO 630-80 və ISO 1052-82 beynəlxalq standartlara uyğun olaraq Cm və Fe tipli polad növlərinin müqayisəsi.

Cədvəl 2. Metallarda və ərintilərdə ərinti elementlərinin simvolları

qiymətli metallar

nəcib metallar- bunlar xüsusi kimyəvi müqavimətə, çevikliyə və gözəlliyə malik metallardır görünüş. Belə metallara nəcib deyilir təbii xassələri(korroziyaya və oksidləşməyə məruz qalmır).

Niyə onları qiymətli hesab edirlər?

İlk növbədə, onların gözəl mənzərə, yüksək korroziyaya davamlılıq və nadir hal. Bunlar qızıl, gümüş, platin və bəzi platin qrupunun metallarıdır. Zərgərlikdə, onlar əla mexaniki xüsusiyyətlərinə görə geniş istifadə olunur: çeviklik, möhkəmlik, elastiklik.

"Qiymətli metallar və daşlar haqqında" federal qanuna əsasən, səkkiz metal qiymətli kimi təsnif edilir:

· Gümüş

Platin

Və platin qrupu metalları (platinoidlər)

Palladium

Rutenium

İlk dəfə qızıla diqqət yetirildi Qədim Misir təxminən 6000 il əvvəl. Onlar Ərəbistan səhralarında kiçik və orta ölçülü külçələr çıxarıblar və onlardan ilk qızıl zinət əşyaları hazırlanıb.

Zərgərlik istehsalı üçün çoxkomponentli qızıl ərintiləri ən çox istifadə olunur.

gözəl sarı rəngə malik olan yeganə metaldır.

Qızıl yüksək plastikdir, onu ~0,1 µm qalınlığa qədər vərəqlərə döymək olar (qızıl yarpaq dekorativ məqsədlər üçün istifadə edilən ən nazik qızıl təbəqələrdir); belə bir qalınlığa malik qızıl şəffafdır və əks olunan işığa malikdir sarı, keçərkən - sarıdan əlavə mavi-yaşıl rənglidir. Qızıl yaxşı cilalanmışdır, yüksək sərtliyə malik deyil. Sərtliyi və möhkəmliyi aşağı olduğuna görə qızıl zərgərlik məmulatlarının istehsalında digər metallarla ərintilər şəklində və çox nadir hallarda isə saf formada istifadə olunur.

· Gümüş

Rusiyada ilk gümüş hasilatı 1974-cü ildə baş verdi. Havada hidrogen sulfidin olması səbəbindən qaralmağa meyllidir. Artan aşınma müqaviməti üçün rodium ilə gümüş üzlənmişdir.

Gümüş- Metal ağ rəng, otaq temperaturunda oksigenin təsiri altında demək olar ki, dəyişməz, lakin havada hidrogen sulfidin olması səbəbindən zamanla örtülür. qaranlıq patina gümüş sulfid. Gümüş yaxşı cilalanmış, yüksək əks etdirmə qabiliyyətinə malikdir, yüksək elastikliyə və bütün metallar arasında ən yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir.

Platin

Platin gümüşə bənzədiyinə görə adlandırıldı. (İspan dilində “gümüş” deməkdir.) Platindən ilk istifadə edənlər saxtakarlar olub. İspaniyada platin qarışığı olan sikkələr çox sürətlə yayılmağa başladı.Belə qızıl çirkli (İspan qızılı) sayılırdı. 19740-cı ildə kralın göstərişi ilə tapılan qızıl diqqətlə yoxlanılmalı idi. Platin ayrılıb çaylarda su altında qalmalı idi. Platin 3 il müddətinə qadağan edildi. Platin əsl istifadəsini 1776-cı ildə tapdı. Parisdə mağazaların vitrinlərində platindən hazırlanmış zinət əşyaları peyda olub.

rənginə görə polad kimi ağ-boz rəngə malik olan metal. Platin plastikdir, yüksək əksetmə qabiliyyətinə malikdir. Aşağı istilik və elektrik keçiriciliyinə malikdir. Mohs şkalası üzrə sərtlik = 5. Odadavamlı, çox güclü, korroziyaya davamlıdır

həmçinin platin qrupu metalları (platinoidlər):

Onlar havada kifayət qədər sabitdirlər (oksidləşmirlər), aqressiv mühitlərə (turşular, qələvilər və s.), yumşaqlıq, plastiklik yüksək müqavimət göstərirlər.

· palladium

· rodium

· iridium

· rutenium

· osmium

Platin qrupunun metalları havada kifayət qədər sabitdir (oksidləşmir), aqressiv mühitə (turşular, qələvilər və s.), yumşaqlıq, plastiklik, çeviklik yüksək müqavimət göstərir.

Sadalanan xüsusiyyətlərə görə bu qrupun metalları zərgərlikdə geniş istifadə olunur.

Təmiz formada qiymətli metallar istifadə edilmir, çünki onlar nisbətən yumşaq və aşağı mexaniki gücə malikdirlər.

Zərgərliyə daha çox sərtlik və aşınma müqaviməti vermək üçün digər metalların ərintiləri istifadə olunur.

Təmiz metal ilə müqayisədə ərintilər daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə, daha aşağı ərimə nöqtəsinə və müəyyən bir kölgəyə malikdir.

Alaşımlı metallar və onların xüsusiyyətləri

Ərintilər iki və ya daha çox komponentdən ibarət maye sistemlərin bərkiməsi nəticəsində əmələ gələn cisimlərdir.

İstehsalda zərgərlik müxtəlif məqsədlər üçün qiymətli metallara müəyyən nisbətlərdə başqa metallar əlavə edilir, bunlar deyilir ərintisi, və ya liqatura(alaşımlı metallar həm qiymətli, həm də qiymətsiz metallar ola bilər. Məsələn: mis, kadmium, nikel və s.)

Bu şəkildə metallara sonrakı istifadə üçün lazım olan xüsusiyyətlər verilir.

Bu, rəngin dəyişməsi, plastikliyin azalması və ya artması, sərtliyin artması və ya azalması, ərimə nöqtəsinin dəyişməsi ola bilər. Nəticədə qarışıqlar deyilir qiymətli metal ərintiləri.

Qiymətli metal ərintiləri adətən ilə fərqlənir tərkibi. Tərkibinə görə ərintilər əsas komponentdən asılı olaraq adlandırılır (qızıl ərintiləri, gümüş ərintiləri və s.).

Zərgərlik Rəngləri

Hər kəsin alması üçün Zərgərlik qiymətli metaldan yalnız kapitalı uğurla yatırmaq imkanı deyil, həm də cəmiyyətdə sosial nişə aid olduğunu göstərən yüksək bədii zinət əşyaları əldə etmək imkanıdır. Bir insanın qızıl zinət əşyaları nə qədər çox olarsa, onun sosial mövqeyi də bir o qədər yüksəkdir, çünki qızıl hələ də lüks əşyadır.

Təbiət bizə yalnız bir rəngli qiymətli metal verdi - parlaq sarı və bu gün bazar bizə qızıl zərgərlik üçün bütün palitrası təklif edir.

Bəs niyə biz sarı qızılı, ağ və qırmızı qızılı bir-birindən fərqləndiririk? Zərgərlikdə qızılın rəngi əlavə olunan alaşımlı metalların miqdarından asılıdır.

Zərgərlik qızılı müxtəlif ərintilər şəklində təqdim olunur aşağıdakı rənglər:

· sarı- Avropada ən çox zərgərlikdə istifadə olunur. Belə oldu ki, Avropa zərgərlik istehsalında qiymətli metal ərintilərinə daha çox gümüş əlavə etdi və bu ərintiyə sarı rəng verdi.

· Qırmızı- belə oldu ki, Rusiyada metal ərintilərinə daha çox mis əlavə edildi, buna görə qızıl qırmızımtıl bir rəng aldı. Beləliklə, qırmızı qızıl rus adlandırılmağa başladı.

· Ağ- əsasən almaz zərgərlik üçün xarakterikdir, çünki daşla harmonik görünür. qızıla alaşımlı metalların əlavə edilməsi ilə əldə edilir. Qızıl ərintisində daha çox palladium varsa, metalın rəngi ağ-polad rəngi əldə edir. Nikel əlavə edildikdə, ərinti sarımtıl rəng əldə edir və rodim örtüyü ərintiyə soyuq mavi rəng verir.

Alaşımlama (Latın ligare-dən tərcümədə - "bağlamaq") materialın (metal, ərinti, yarımkeçirici) tərkibinə müəyyən çirklərin daxil edilməsi prosesidir. Dopinq fiziki və ya dəyişdirmək və ya yaxşılaşdırmaq üçün istifadə olunur kimyəvi xassələri metallar, ərintilər. Xüsusilə, metallara və ərintilərə artan korroziya müqaviməti vermək. Alaşımlı metal alaşımlı adlanır.

Dopinq toplu və səthi ola bilər. Kütləvi ərintilər metalın bütün həcminə əlavələrin daxil edilməsini nəzərdə tutur. Səthin ərintisi ərintisi olan əlavələrin yalnız üst (səth) təbəqəsinə daxil edilməsidir. Çoxlu ərinti texnologiyaları var, həm səthi, həm də toplu. Səthin zənginləşdirilməsi bir ərinti elementinin təxminən bir-iki millimetr dərinliyi olan bir təbəqəyə daxil olmasını nəzərdə tutur. Metal səthdə müəyyən xüsusiyyətlər yaratmaq (məsələn, sürtünmə əleyhinə). Texnologiya və alaşımlı aşqarların seçimi əsasən hansı sənayedən asılıdır metal məhsul istifadə olunacaq.

Müxtəlif dərəcəli poladlar, çuqunlar, həmçinin təmiz metallar və yarımkeçiricilər alaşımlıdır. Aşqarlar ya metal (alüminium, nikel, xrom, sink, kobalt və s.) və ya qeyri-metal (silikon, kükürd, fosfor və s.) ola bilər. Alaşımlı əlavələr əsas metalı verən bir və ya bir neçə ola bilər xüsusi xassələri. İstiliyə davamlılığı, sərtliyi, korroziyaya davamlılığı, möhkəmliyi, çevikliyi və digər xüsusiyyətlərini dəyişdirmək metalların və ərintilərin ərintilərinin əsas məqsədidir.

Dopinqdir effektiv müdafiə metalları müxtəlif mühitlərdə, həm adi temperaturda, həm də yüksək temperaturda.

Aktiv və passiv metallar birləşdirilərsə, ərintisi çox təsirli olur (korroziyaya davamlılığı artırmaq üçün). Nəticədə ərinti davamlıdır aqressiv mühitlər ikinci metalın asanlıqla passivləşmə qabiliyyətinə görə. Məsələn, dəmirin alüminium və ya xromla əridilməsi onun oksidləşməyə qarşı müqavimətini artırır. Atmosfer korroziyasına məruz qalmaması üçün zəruri hallarda əsas metala mis və nikel əlavə edilir.

Polad ərintisi

Poladların ərintiləri onların korroziyaya davamlılığını artırmaq və bəzi mexaniki xüsusiyyətlər vermək üçün aparılır. Dəmirlə, alaşımlı elementlər bərk məhlullar əmələ gətirir və poladda qeyri-metal daxilolmalarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda artıq fazalar və qeyri-metal daxilolmalar əmələ gətirir.

Hər bir polad markası müəyyən bir texnologiyaya uyğun olaraq istehsal olunur və kimyəvi birləşmə standartlara cavab verməlidir. Rusiya və Ukraynada QOST, Almaniya (Almaniya) - DIN, Çexoslovakiya (Çexiya) - CSN, Fransa - A.F.N.O.R, ABŞ - AISI, Böyük Britaniya - B.S., İsveç - SIS, Macarıstan - MSZ və s.

Çeliklərin yerli təyinatı (işarələmə) rəqəmlər və hərflərin birləşməsindən ibarətdir. Məktublar hansı kimyəvi elementin bu polad sinfinə aid olduğunu göstərir. Bununla belə, rəqəmlər onun miqdarını müəyyənləşdirir. Alaşımlı elementlərə adətən rus əlifbasından müəyyən bir məktub verilir. Onlardan bəzilərinin təyinatlarını təqdim edirik:

X - Cr (xrom);

F - W (volfram);

H - Ni (nikel);

G - Mn (manqan);

C - Si (silikon);

M - Mo (molibden);

A - N (azot);

D - Cu (mis);

Yu - Al (alüminium);

T - Ti (titan);

B - Nb (niobium).

Hər məktubun arxasında kimyəvi element, polad əritmək üçün istifadə olunur, ardınca bu alaşımlı əlavənin konsentrasiyasını göstərən ədədi dəyər gəlir. Əvvəldən dayanan rəqəm bizə müəyyən bir polad markasının nə qədər karbon ehtiva etdiyi barədə məlumat verir (kütlənin yüzdə birində).

Bu nomenklatura poladın tərkibini yalnız adı (sinf) ilə tez müəyyən etməyə imkan verir.

Poladda nə qədər ərinti elementlərinin olmasından asılı olaraq, aşağıdakılara bölünür: yüksək alaşımlı polad(10%-dən çox), orta lehimli polad(2,5 - 10% ərinti elementləri), az lehimli(2,5%-ə qədər).

Polad bu gün dünyada ən çox tələb olunan materiallardan biridir. Onsuz mövcud olanı təsəvvür etmək çətindir Tikinti, maşınqayırma müəssisələri və bizi əhatə edən bir çox başqa yerlər və əşyalar Gündəlik həyat. Eyni zamanda, bu dəmir-karbon ərintisi tamamilə fərqli ola bilər, buna görə də bu məqalə alaşımlı elementlərin poladın xüsusiyyətlərinə təsirini, həmçinin onun növlərini, siniflərini və məqsədini nəzərdən keçirəcəkdir.

ümumi məlumat

Bu gün çoxları insan həyatının demək olar ki, hər bir sahəsində geniş istifadə olunur. Bu, əsasən, bu ərintinin başqa heç bir materialda olmayan mexaniki, fiziki-kimyəvi və texnoloji xüsusiyyətlərin bütün spektrini optimal şəkildə birləşdirməsi ilə əlaqədardır. Proses daim təkmilləşdirilir və buna görə də onun xassələri və keyfiyyəti yaranan mexanizmlərin, hissələrin və maşınların tələb olunan performans göstəricilərini əldə etməyə imkan verir.

Məqsədinə görə təsnifat

Hər polad, nə üçün yaradıldığından asılı olaraq uğursuz olmadan aşağıdakı kateqoriyalardan birinə təsnif edilə bilər:

Ən çox sinfi struktur çelikləri, müxtəlif yaratmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur tikinti strukturları, məişət texnikası, maşınlar. Konstruktiv siniflər təkmilləşdirilmiş, sementlənmiş, yaylı-yaylı, yüksək möhkəmliyə bölünür.

Alət poladları istehsal olunduğu alətə görə fərqləndirilir: kəsmə, ölçmə və s.. Sözsüz ki, bu qrupa daxil olan poladın xassələrinə lehimli elementlərin təsiri də böyükdür.

Xüsusi poladların aşağıdakı qrupları təmin edən öz bölmələri var:

• Paslanmayan (onlar da korroziyaya davamlıdırlar).
• İstiliyə davamlı.
• İstiliyə davamlı.
• Elektrotexniki.

Kimyəvi tərkibinə görə polad qrupları

Çeliklər onları əmələ gətirən kimyəvi elementlərə görə təsnif edilir:

• Karbon polad növləri.
• lehimli.

Üstəlik, bu qrupların hər ikisi tərkibindəki karbon miqdarına görə daha da bölünür:

Alaşımlı polad nədir?

Bu tərif, sonda əldə edilən materialın mexaniki xassələrini artırmaq üçün ərintinin strukturuna daxil olan daimi çirklərə əlavə olaraq əlavələri ehtiva edən poladlar kimi başa düşülməlidir.

Poladın keyfiyyəti haqqında bir neçə kəlmə

Bu ərintinin bu parametri, öz növbəsində, birbaşa istehsal prosesi ilə müəyyən edilən bir sıra xüsusiyyətləri nəzərdə tutur. Alaşımlı alət poladlarına tabe olan bu cür xüsusiyyətlərə aşağıdakılar daxildir:

• Kimyəvi birləşmə.
• Strukturun homojenliyi.
• İstehsal qabiliyyəti.
• Mexaniki xüsusiyyətləri.

Hər hansı bir poladın keyfiyyəti birbaşa onun tərkibində nə qədər oksigen, hidrogen, azot, kükürd və fosfor olduğundan asılıdır. Polad əldə etmə üsulu da mühüm rol oynayır. Tələb olunan çirklər diapazonuna daxil olmaq baxımından ən dəqiqi elektrik sobalarında polad əritmə üsuludur.

Alaşımlı polad və onun xassələrinin dəyişdirilməsi

Alaşımlı polad, markalarında məcburi şəkildə daxil edilmiş elementlərin hərf işarələrini ehtiva edir, öz xassələrini təkcə bu üçüncü tərəf maddələrindən deyil, həm də bir-biri ilə qarşılıqlı təsirindən dəyişir.

Xüsusilə karbonu nəzərə alsaq, onunla qarşılıqlı əlaqəyə görə, ərinti elementlərini şərti olaraq iki böyük qrupa bölmək olar:

• Karbonla əmələ gələn elementlər kimyəvi birləşmə(karbid) - molibden, xrom, vanadium, volfram, manqan.
• Karbidlər yaratmayan elementlər - silikon, alüminium, nikel.

Qeyd etmək lazımdır ki, karbid əmələ gətirən maddələrlə ərinmiş poladlar çox yüksək sərtliyə və artan aşınma müqavimətinə malikdir.

Aşağı alaşımlı polad (markalar: 20HGS2 və s.). Xüsusi yer cərrahi, oyma, zərgərlik avadanlığı, ülgüc istehsalı üçün kifayət qədər sərt olan 13X ərintisi tutur.

Şifrənin açılması

• Chrome - Cr.
• Vanadium -V.
• manqan-Mn.
• Niobium - Nb.
• Volfram-V.
• Titan - Ti.

Bəzən polad dərəcəli indeksin əvvəlində hərflər olur. Onların hər birinin xüsusi mənası var. Xüsusilə, "P" hərfi poladın yüksək sürətli olduğunu, "Ş" poladın bilyalı olduğunu bildirir, "A" - avtomatik, "E" - elektrik və s. Yüksək keyfiyyətli çeliklər öz sonunda alfasayısal təyinat "A" hərfi və xüsusilə yüksək keyfiyyətli olanlar işarənin ən sonunda "SH" hərfini ehtiva edir.

Alaşımlı elementlərin təsiri

Əvvəla, karbonun poladın xüsusiyyətlərinə əsaslı təsir göstərdiyini söyləmək lazımdır. Məhz bu element konsentrasiyasının artması ilə özlülük və çevikliyi azaltmaqla möhkəmlik və sərtlik artımını təmin edir. Bundan əlavə, artan karbon konsentrasiyası emal qabiliyyətinin pisləşməsinə zəmanət verir.

Alüminium xüsusi diqqətə layiqdir. O, ərintinin yaşlanmasını azaltmağa kömək etmək üçün təmizləndikdən sonra oksigen və azotun çıxarılması prosesində istifadə olunur. Bundan əlavə, alüminium təsir gücünü və axıcılığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır və fosforun son dərəcə zərərli təsirlərini neytrallaşdırır.

Vanadium alaşımlı alət poladlarının yüksək sərtlik və möhkəmlik əldə etdiyi xüsusi bir alaşımlı elementdir. Bu halda, ərintidə taxıl azalır və sıxlıq artır.

Alaşımlı polad, tərkibində volfram olan, yüksək sərtliyə və qırmızı sərtliyə malikdir. Volfram da yaxşıdır ki, ərintinin planlaşdırılmış temperlənməsi zamanı kövrəkliyi tamamilə aradan qaldırır.

İstilik müqavimətini artırmaq üçün, maqnit xassələri və əhəmiyyətli şok yüklərə qarşı müqavimət, polad kobalt ilə ərintilidir. Lakin polad üzərində heç bir ciddi təsiri olmayan elementlərdən biri silikondur. Bununla birlikdə, qaynaqlanmış metal konstruksiyalar üçün nəzərdə tutulmuş polad siniflərində silisiumun konsentrasiyası 0,12-0,25% aralığında olmalıdır.

Maqnezium poladın mexaniki xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Dəmirin kükürddən təmizlənməsi zamanı kükürddən təmizləyici kimi də istifadə olunur.

Aşağı alaşımlı polad (onun növləri 2,5% -dən az alaşımlı elementləri ehtiva edir) çox vaxt manqan ehtiva edir ki, bu da optimal çevikliyi qoruyarkən ona sərtlik və aşınma müqavimətinin əvəzsiz artımını təmin edir. Ancaq eyni zamanda, bu elementin konsentrasiyası 1% -dən çox olmalıdır, əks halda göstərilən xüsusiyyətlərə nail olmaq mümkün olmayacaqdır.

Müxtəlif irimiqyaslı tikinti strukturları üçün əridilmiş, onlar maksimum antikorroziya xüsusiyyətlərini təmin edən mis ehtiva edir.

Qırmızı müqaviməti, elastikliyi, dartılma müqavimətini və korroziyaya davamlılığı artırmaq üçün molibden mütləq poladın içərisinə daxil edilir, bu da yüksək dərəcədə qızdırıldığında metalın oksidləşməsinə qarşı müqaviməti artırır. temperatur göstəriciləri. Öz növbəsində, ərintinin məsaməliliyini azaltmaq üçün serium və neodimium istifadə olunur.

Alaşımlı elementlərin poladın xüsusiyyətlərinə təsirini nəzərə alsaq, nikelə məhəl qoymamaq olmaz. Bu metal poladın əla sərtlik və möhkəmlik əldə etməsinə, çevikliyi və təsir müqavimətini artırmağa və soyuq kövrəklik həddini aşağı salmağa imkan verir.

Alaşımlı aşqar və niobium kimi çox geniş istifadə olunur. Onun konsentrasiyası, ərintidə mütləq mövcud olan karbonun miqdarından 6-10 dəfə yüksəkdir, paslanmayan poladdan intergranular korroziyanı aradan qaldırır və qaynaqları son dərəcə arzuolunmaz məhv olmaqdan qoruyur.

Titan sizə maksimum fayda əldə etməyə imkan verir optimal performans möhkəmlik və çeviklik və korroziyaya davamlılığı artırır. Bu əlavəni ehtiva edən poladlar çox yaxşı işlənir. fərqli alət xüsusi təyinatlı müasir metal kəsmə dəzgahlarında.

Poladla tanışlıq tələb olunan taxıl ölçüsünü əldə etməyə və lazım olduqda taxıl böyüməsinə təsir göstərməyə imkan verir.

Təsadüfi çirklər

Poladın keyfiyyətinə çox mənfi təsir göstərən son dərəcə arzuolunmaz elementlər arsen, qalay, antimondur. Onların ərintidə görünüşü həmişə poladın taxıl sərhədləri boyunca çox kövrək olmasına səbəb olur ki, bu da polad lentləri sararkən və aşağı karbonlu polad markalarının yumşaldılması zamanı xüsusilə nəzərə çarpır.

Nəticə

Bizim dövrümüzdə alaşımlı elementlərin poladın xüsusiyyətlərinə təsiri kifayət qədər yaxşı öyrənilmişdir. Mütəxəssislər ərintidəki hər bir əlavənin təsirini diqqətlə təhlil etdilər. Qazanılan nəzəri biliklər metallurqlara a dövrə diaqramı polad əridilməsi, texnologiyanı və tələb olunan miqdarı müəyyənləşdirin Təchizat(filiz, konsentrat, qranullar, aşqarlar və s.). Çox vaxt polad istehsalçıları kifayət qədər bahalı olan xrom, vanadium, kobalt və digər alaşımlı elementlərdən istifadə edirlər.