Пісіру туралы жалпы мәліметтер

Термиялық еңдеудің түрлері.

• Орыс ұлы ғалымы А, А. Бочвардың еңбектері бойынша термиялық өңдеудің барлық түрі бес топқа белінеді:
• 1. Бірінші текті күйдіру,
• 2. Екінші текті күйдіру,
• 3. Шынықтыру,
• 4. Жұмсарту,
• 5. Химия-термиялық әңдеу.

• Алдын-ала деформацияланған металды рекристалдандыру (қайта кристалдандыру) температурасынан (tрек =0,4-0,6 tб ) жоғары температураға дейін қыздырып, сол температурада белгілі уақыт ұстап тұрып суытуды бірінші текті күйдіру (отжиг 1-го рода) немесе рекристалдандыру (қайта кристалдандыру) деп атайды. Термиялық өңдеудің бұл түрі суық күйде өңделген (штамптау, созу, соғу т. б.) бөлшектерді жүмсарту үшін қолданылады.

• Металды фазалық өзгерту температурасынан (кризистік нүкте) жоғары температураға дейін қыздырып, сол температурада белгілі уақыт ұстап тұрып суытуды екінші текті күйдіру (отжиг 2-го рода) немесе металдың физикалық қайта кристалдануы деп атайды. Термиялық өңдеудің бүл түріне қойылатын негізгі шарт өңделетін металдың фазалық езгерісі немесе кризистік нүктеден жоғары температураға дейін қыздыру болуға тиіс

• . Металды фазалық езгерту температурасынан жоғары температураға дейін қыздырып, сол температурада белгілі уақыт ұстап тұрғаннан кейін үлкен жылдамдықпен суытуды шынықтыру (закалка) дейді. Шынықтыру екінші текті күйдіру сияқты, айырмасы тек оның фазалық өзгеріс нүктелері бар металдарға гана қолданылатындығында. Шынықтырылған металл теңсіздік (тұрақсыз) күйде болады. Болат, шойын, дюралюминий, қола сияқты қорытпаларды шынықтыру арқылы олардың беріктік, қаттылық, үйкеліске беріктік қасиеттерін жоғарылатуға болады.

• Металды фазалық өзгерту температурасынан төмен тем-ператураға дейін қыздырып, сол температурада біраз уақыт үстап тұрғаннан кейін (баяу жылдамдықпен (әдетте ауада) суытуды жұмсарту (отпуск) дейді.
• Жұмсартылған металл теңсіздік күйден тепе-теңдік күйге өтіп, оның қаттылығы мен беріктігі темендеп, пластикалық қасиеті жоғарылайды.
• Металды теңсіздік күйден тепе-теңдік күйге өткізетін процестер қалыпты температурада да жүруі мүмкін. Металдың өздігінен жұмсаруы оның табиғи ескіруі (естественное старение), ал оның төменгі температураларда (100°-150°С) жұмсаруы жасанды ескіруі (искусственное старение) деп аталады.

• Қалыпты немесе жоғары температурада, диффузия құбылысы арқылы металдың сыртқы қабатының химиялық қүрамын өзгертуді химия-термиялық өңдеу деп атайды. Өндірісте термиялық өңдеудің бүл түрінің цементтеу, азоттау, циандау, алитирлеу деген т. б. түрлері қолданылады.

Дәріс 6

• Легірленген болаттар

• Легірленген болаттардың физика-химиялық касиеттері.
• Құрамына арнаулы элементтер (Сг, Ni, Мо, Мп,Si, W, Ті, Nb, Сu, V т. б.) енгізу арқылы өзгертілген көміртекті темір қорытпасы легірленген болат деп аталады. Легірленген болаттың құрамына қоспа ретінде енгізілген элемент легірлеуші элемент деп аталады. Легірлеуші элементтер қасиетіне қарай болатқа әртүрлі әсер етеді.

• Легірленген болаттардың классификациясы
• Легірленген болаттар құрамындағы легірлеуші элементтер мөлшеріне байланысты төмен, орташа, жоғары легірленген болаттар болып үш топқа бөлінеді. Төмен легірленген болаттарға құрамында легірлеуші элементтер мөлшері 2,5%-ке жететін аз көміртекті болаттар, орташа легірленген болаттарға легірлеуші элементтер мелшері 2,5—10%-ке жететін көміртекті болаттар, ал жоғары легірленген болаттарға құрамында легірлеуші элементтер мөлшері 10%-тен жоғары болаттар жатады.

• Легірленген болаттардың маркасы әріп және цифрмен белгіленеді, әріптер мыналарды білдіреді: X - хром, Н - никель, Т - титан, Д - мыс, М - молибден, П - фосфор, Г - марганец, Ц - цирқоний, В - вольфрам, Ф - ванадий, Ю - алюминий, К – кобальт, Б - ниобий, Р - бор, С – кремний, Ч - сирек металдар

• Болат маркасындағы әріптер легірлеуші элементтер екендігін, ал әріптердің алдындағы цифралар көміртегінің процентпен алынған үлесін көрсетеді. Әріптен кейін цифрлар болаттың құрамындағы легірлеуші элементтердің процентпен алынған мөлшерін көрсетеді. Егер әріптен соң цифр болмаса, онда ол элементтің мөлшері 1%-ке дейін, ал 2 болса, онда 2%:-ке дейін болғаны

• Қолданылуына қарай легірленген болаттар конструкциялық, құрал-саймандық және ерекше қасиетті болаттар болып үш топқа бөлінеді.

• Конструкциялық болаттар
• Бұл болаттар құрылыс болаттары және машина жасау болаттары болып екіге бөлінеді.
• Құрылыс болаттары төмен легірленген болаттар тобына жатады

• Практикада кұрылыс болаттарының 18Г2С, 25Г2С,30ХГСА, 30ХГ2С, 15ГС, 14ХГС т. б. маркалары жиі қолданылады,

• Құрал-саймандық болаттар
• Құрал-саймандық болаттар Мемлекеттік стандарт бойынша көміртекті, легірленген, тез кескіш болаттар болып үш топқа бөлінеді.

• Ерекше қасиетті болаттар
• Болаттың бұл тұрінде басқа болаттарда кездеспейтін ерекше қасиеттер болады. Мұндай болаттардың құрамында көміртегі 0,1-1%, легірлеуші элементтердің мөлшері 30-40%-ке дейін жетеді.
• Ерекше қасиетті болаттар физика-химиялық қасиеттеріне байланысты тотықпайтын, отқа төзімді, меншікті электр кедергісі жоғары, магнитті, жылудан ұлғаю қасиеті ерекше болаттар болып бөлінеді.

• Легірленген болаттардың бірнеше кемшіліктері болады: дендридті ликвацияның болуы, флокендердің болуы, жұмсару морттығы.

Дәріс 7

• Түсті металдар және олардың қорытпалары

• Түсті металдар мен олардың қорытпалары екі топқа бөлінеді:
• түсті жеңіл металдар (А1, Мg, Ті) мен олардың қорытпалары,
• 2) түсті ауыр металдар (Сu, РЬ, SЬ) мен олардың қорытпалары.

• 1. Алюминий және оның қорытпалары. Алюминий элементінің меншікті салмағы 26,46 кн/м2 (2,7 г/см3 ), балқу температурасы 660ºС. Электр, жылу өткізгіштік қасиеттері жоғары.

• Алюминий ауада тотығып, оны содан кейін тотығудан сақтайтын алюминийдың тотығы Al2O3. Бұл элементтің беріктігі төмен және пластикалық қасиеті өте жоғары (δ = 40%, ψ= 80%). Алюминий элементінің құрамындағы кремний мен темір элементтері оның беріктігін арттырып, пластикалық, электр, жылу өткізгіштік және тотығуға қарсьі қасиеттерін нашарлатады. Алюминийде темірдің ерігіштігі өте төмен. Содықтан тек Al + Al3Fe эвтектика түрінде кездеседі. Кремний химиялық қосылыстарды тұземейді де таза кұйінде болады.

• Қоспа злементтердің мөлшеріне байланысты алюминийдің мынадай маркалары бар: ерекше таза алюминий А999 (99,999 % Al); тазалығы жоғары А995 (99,995 % Al), А99 (99,99 % Al), А97 (99,97 % Al), А95 (99,95 % Al) және техникалық таза А85, А8, А7, А6, А5, А0 (99,0 % Al).

• Таза алюминийдың пластикалық қасиеттері өте жоғары болғандықтан, конструкциялық материал ретінде оның қорытпалары қолданылады. Алюминийдың беріктігін арттыру үшін әртүрлі қоспалалар енгізіледі. Алюминийдың қорытпаларын деформацияланатын қорытпалар және құю қорытпалары болып екіге бөлуге болады.

• Құю қорытпалары
• Құю қорытпаларында келесі қасиеттері болуға тиіс: сұйық аққыштық жоғары, кеуектердің, сызаттар мен жарықтардың және ликвациялардың пайда болуы өте төмен. Құю қорытпалары ретінде жиі қолданылатын ол силумин деп аталатын Al – Si қорытпасы.
• Силуминндардың құрамында 4-13% кремний болады. (11,6% эвтектика).

• Силуминдерден басқа Al – Cu, Al – Mg, Al – Cu – Mg, Al – Zn – Ag, Al – Cu – Mg – Ni қорытпалар қолданылады. Алюминийдың құю қорытпаларын АЛ әріптермен және реттік номерімен белгілейді.

• Al – Cu (АЛ7 және АЛ12) қорытпаларда мыстың мөлшері 4-5%-ке дейін болады. Механикалық қасиеттері жоғары, бірақ аққыштық қасиеттері силуминдерден төмен.

• Al – Mg (АЛ8, АЛ13, АЛ27) қорытпаларында аққыштық қасиеттері томенірек, бірақ механикалық қасиеттері, коррозияға қарсы тұрақтылығы жоғары және меншікті салмағы аз болады. Осы қорытпалардан ылғалдылығы жоғары атмосферада жұмыс істеітін кемелердің, ұшақтардың әртүрлі бөлшектерін жасайды.

• АЛ1 ыстыққа берік қорытпа 300ºС температураға дейін қолданылады. Қосымша темір, титан, хром және марганецпен легірленеді.

• Деформацияланатын қорытпалардың структурасы эвтектикасыз қатты ертіндіден тұрады. Егер деформацйяланатын қорытпалардың құраушыларының қатты күйде бірінің екіншісінде еруі шекті болса, онда мұндай қорытпаларды термиялық өңдеу арқылы нығайтуға болады. Құю қорытпаларының структурасында олардың аққыштық қасиетін арттыруға әсерін тигізетін эвтектикалық қоспа болады

• Аl-Сu жүйесі көптеген техникалық қорытпалардың негізі болып табылады. Аl мен Сu балқыған күйінде бірі екіншісінде толық еріп, мыстың қорытпадағы мөлшері 54,1%-ке жеткенде СuА12 (Ө фаза) тұрақты химиялық қоспа түзеді. Эвтектикалық температурада (548°С) мыстың алюминийдегі ерігіштігі 5,7%, ал қалыпты температура кезінде 0,5%-ке тең. Мыстың қорытпадағы мөлшері 0,5-5,7% аралығында болса, қорытпаның структурасы екі фазадан тұрады.

• Құрамындағы мыстың мөлшері 0,5%-тен кем болатын қорытпалардағы мыс пен алюминийдің ерігіштік қасиеті суығанда өзгермейтіндіктен ондай қорытпаларды термиялық өңдеу арқылы нығайтуға болмайды, ал құрамындағы мыстың мөлшері 5,7%-ке дейін болатын қорытпаларды термиялық өңдеу арқылы нығайтуға болады.

• Термиялық өңдеумен нығайтылатын алюминий қорытпалары
• Аl — Си системасына жататын деформацияланатын техникалық қорытпалардың ішіндегі маңыздысы дуралюминий болып саналады, оның құрамында негізгі Сu, Аl элементтерінен басқа Sі, Мп, Мg, Ғе элементтері қоспа ретінде аз мөлшерде кездеседі.

• Дюралюминийдің механикалық қасиеттерін маркасына байланысты белгілі тәртіппен шынықтыру, ескірту арқылы жақсартуға болады. Бұл қорытпа үшін темір зиянды қоспа болып табылады. Өйткені ол алюминий, марганец элементтерімен қосылып МпҒеАІ қоспасын түзеді. Бұл қоспа қорытпаны нығайтып, пластикалық қасиетін нашарлатады. Дюралюминийдің құрамындағы кремний темірдің зиянды әсерін кемітеді, марганец оньщ антикоррозиялық қасиетін жоғарылатады

• Дюралюминий маркалары «Д» әрпімен белгіленіп, одан соңғы цифр сол марканың шартты түрде алынған рет санын көрсетеді. Егер марка белгісінің соңында «П» әрпі тұрса, онда оның пластикалық қасиеті жоғары болғаны.

• ВД әріптермен беріктігі жоғары қорытпа белгіленеді. (Д16) төмен легірленген, (Д1, Д16) орташа легірленген, (ВД17, Д19, Д21) жоғары легірленген дуралюминдерді айырады. Легілеуші элементтердің мөлшері артқан сайын беріктік өсіп, пластикалық қасиеттері нашарлайды. Жоғары легірленген дуралюмин қысыммен нашар өңделеді. Дуралюмин өндірістің барлық салаларында қолданылады, мысалы, құрылыста, кеме жасауда, авиацияда.

• Дюралюминий қорытпаларыньің коррозия қарсы қасиеттері төмен болғандықтан (әсіресе, теңіз суында), олардың бетін прокаттау процесінде қалыңдығы бөлшектің қалыңдығының 3—5 процентіндей етіп таза алюминий табақтармен қаптайды.

• Авиаль – деформацияланатын қорытпа. Магний және кремниймен легірленеді. Авиальдардың негізгі маркалары: АВ, АД31, АД33. Авиаль қорытпаларының беріктігі төменірек, бірақ суық және ыстық күйде пластикалық қасиеттері жоғары. Олардан түрлі крнструкцияларды жасайды. Мысалы, ұшақтар мен тікұшақтардың винттерін, есіктерін, құбырларын және т.б.

• Al–Zn–Mg–Cu жүйенің қорытпалары беріктігі жоғары қорытпаларға жатады. Беріктік шегі 550-700 МПа, тек суық кұйде пластикалық қасиеттері нашарлау. В95 негізгі қорытпасы жақсы пісіріледі. t ≤ 100÷120оС температрурада ұзақ уақыт жұмыс істейтін лонжеронарды, шпангоуттарды жасауда қолданылады.

• Термиялық өңдеумен нығайтылмайтын деформацияланатын алюминий қорытпалары

• Мұндай қорытпаларға техникалық алюминий және марганец пен магниймен легірленген қорытпалары жатады. Техникалық алюминийдың маркалары АД0 және АД1. Қоспалар ретінде Fe, Si, Cu, Mn, Zn қолданылады. Бұл қорытпалардан түрлі шыбықтар, дайындамалар, сымдар және басқа да жартылай дайндамалар жасалады.

• Алюминий мен марганцтің қорытпасы АМц деп белгіленеді. Техникалық алюминиймен салыстырғанда механикалық қасиеттері және коррозияға тұрақтылығы жоғары.
• Алюминиймен магнийдің корытпалары АМг деп белгіленеді. Қысыммен өңделуі жеңіл, коррозияға қарсылығы жоғары, оңай пісіріледі.

• Өндірісте арнаулы алюминий қорытпалары да кеңінен қолданыс тапты. Легірлеуші элементтер ретінде Al2O3, немесе хром, цирконий, темір мен никель қоладнылады.

• Al – Al2O3 негізіндегі қорытпалар САП (спеченная алюминиевая пудра) деп белгіленеді. Түйіршектердің өлшемдері 1 мкм аз. Беріктігі деформацияланған алюминийден жоғары, ыстыққа беріктігі жоғары (350 – 500оС дейін) САП суық және ыстық күйде деформациялатыны жоғары, пісіру қабілеті қанағаттанарлық. САП-тан химия мен мұнай өндірісіндегі турбиналар мен вентилляторлардың қалақшалары, конденсаторлары дайындалады. САС – бұл күйдіру арқылы пісірлген алюминий ұнтағы. Бұйымдарды престеу мен күйдіру арқылы дайндайды

8 ДӘРІС

• Магний және оның қорытпалары

• Тығыздығы (1740 кг/м3). Балқу температурасы 650оС. Кристалдық торы гексагональды. Техникалық магний үш маркалы болып шығарылады: МГ90 (99,9 %Mg), МГ95 (99,95 % Mg) және МГ96 (99,96 % Mg). Ауада магний оңай жануы мүмкін. Магний пиротехникада және химия өндіріснде кеңінен қолданылады.
• Магнийдің артықшылықтары: меншікті салмағы төмен, соққы жұктемелерді қабылдау қабілеті жоғары (вибрацияны басады). Кемшілігі: коррозияға қарсы тұрақтылығы төмен.

• Дайындау технологиясы бойынша екі топқа бөлінеді:
• Құйма қорытпалары «МЛ» әріптермен белгіленеді. Бөлшектреді фасонды құю арқылы дайындайды.
• 2. Деформацияланатын қорытпалары, «МА» деп белгіленеді. Бөлшектерді қысым арқылы дайындайды. Магний қорытпаларын термиялық жолымен өңдейді: диффузиялық күйдіру (гомогенизация), күйдіру, шынықтыру және ескірту.

• Деформацияланатын магний қорытпаларына алюминий, мырыш және марганцпен легірленген қорытпалар жатады. МА1 құрамында 1,3 – 2,5% Mn. Марганец коррозияға тұрақтылықты және пісірілу қабілетін арттырады. МА8 қорытпаға церийдің қоспасы ( 1,3 – 2,5% Mn; 0,2% Се) аққыштық және беріктік шектерін арттырады. Мырышпен легірлеу беріктік пен пластикалық қасиеттерін арттырады. Егер Al-дің мөлшері 8%-тен артса (МА5), онда қорытпаны беріктігінтермиялық өңдеу арқылы арттырады. Цирконий қоспалары дәндерді майдалап, коррозияға төзімділігін арттырады.Магний қорытпалардың ішінде беріктігі ең жоғары ол МА10. Al, Cd, Ag, Mn элементтерімен легірленген.

• Құйма магний қорытпалары химиялық құрамы бойынша деформацияланатын қорытпаларға жақын болғанымен, (легірлеуші элементтері бірдей), бірақ олардың мөлшері көбірек болып келеді. Механикалық қасеттері нашарлау (дәндер ірілеу болады). Дәндерді майдалау үшін арналы қоспаларды еңгізеді (магнезит, хлорлы темір, цирконий). МЛ5 және МЛ6 маркалы қорытпалар кеңінен қоладылады. Олардан ірі габаритты құймаларды дайындайды.

• Меншікті салмағы төмен, механикалық қасиеттері жоғары болғандықтан магний қорытпаларынан қатты соққыларға қарсы тура алатын бөлшектерді жасайды. Мысалы, ұшақтардың, зеңбіректердің, жарыс автомобильдердің дөңгелектері. Аспап жасауда магний қорытпалардан кино- және фотоаппаратардың, бинокльдердің тұрқыларын длайындайды. Торий және циркониймен легірленген корытпалардан ракеталардың, түрлі сорғыштардың, жанармай бактардың тұрқыларын жасайды. Магний уранмен әрекеттеспейтіндіктен және нейтрондарды сіңіру қабілеті төмен болғандықтан, одан ядролық реакторлардың түрлі бөлшектерін жасайды.
• Негізгі кемшілігі ол қысыммен өңделуі нашар болғаны.

• Антифрикциялық қорытпалары
• Антифрикциялық қорытпаларды сырғанау мойынтіректерді дайындау үшін қолданылады. Антифрикциялық қорытпаларға қойылатын негізгі талаптар мойынтіректердің жұмыс жағдайларымен анықталады: жеткілікті қаттылық; пластикалық қасиеттері жоғары болуы қажет; бетіндегі жағар материал ұзақ уақыт усталу қажет; білік пен мойынтіректің арасындағы үйкеліс коэффициенті төмен болуы тиіс; жылу өткізгіштігі жоғары болуы, ал балқу температурасы өте жоғары болмауы тиіс. Сонымен қатар коррозияға төзімділігі жоғары болуы тиіс.

• Жиі қолданылатын қорытпалар:
• Қалайы және қорғасын негізіндегі қорытпалар (баббиттер);
• Мырыш пен алюминий негізіндегі қорытпалар.

• Қалайы баббиттері ауыр жүктемеде жұмыс істейтін турбосорғыштардың, турбокомпрессорлардың, ірі кемелердің дизельдердің, электр машиналардың мойынтіректерінде пайдаланады.
• Баббиттер Б88 ( 7,5% Sb, 3,0% Cu, 1,0% Cd, қалғаны Sn) және Б83 (11% Sb, 5,0% Cu, қалғаны Sn) көпкомпонентті қорытпалар болып саналады, бірақ негізгі жүйесі Sn-Sb. Қорытпаның жұмсақ негізі – сурьманың қалайыдағы α-қатты ерітіндісі, ал қатты кристаллдары – β/-фаза; осы фаза SnSb химиялық қосылыс негізіндегі қатты ерітінді

• Қорғасын баббиттерін жүктемесі аздау мойынтіректерде қолданады.
• Қорғасын-қалайылы қорытпаларда Б16 (16% Sb, 1,8% Cu, 15-17% Sn), БН (14% Sb, 1,8% Cd, 10% Sn, 0,4% Ni), БС6 (5,0% Sb, 5,0% Sn) структурасы қорғасындағы Sn, Sb және Cu α-қатты ерітіндіден (жұмсақ құраушылар) және (SnSb, Cu3Sn және Cu2Sb) β-фазаның қатты түйіршіктерінен турады.

• Баббиттердің антифрикциялық және механикалық қасиеттерін құрамына никель, кадмий және мышьяк (күшала) еңгізу арқылы арттыруға болады. Никель α-ерітіндінің беріктігін арттырады. Кадмий және мышьяк AsCd қосылыстарын құрайды. Осы қосылыстар SnSb-ның (β-фаза) қалыптасуына негізі болып табылады

• Теміржол транспортында кальцийлы баббиттер кеңінен қолданыс тапты (вагондар мойынтіректері және т.б.). БК өорытпалары Pb-Ca-Na жүйеге жатады. Баббиттердің жұмсақ құраушысы α-фаза (қорғасындағы Na және Ca ерітіндісі), ал қатты құраушысы – Pb3Ca кристалдары. Натрий және басқа элементтер, α-ерітіндінің қаттылығын арттырады.

• Мырыш негізіндегі антифрикциялық қорытпалар.
• ЦАМ 10-5 және ЦАМ 9,5-1,5 қорытпалары жиі қолданылады. Құрамында мыс пен алюминийдан басқа 0,03-0,06% Mg болады.
• Құйма түрінде монометалдық ішпектер, төлкелер және т.б. дайындауда қолданылады. ЦАМ 10-5 қорытпасы құйма биметалдық буйымдарды жасауда қолданылады.

• Алюминийлы антифрикциялық (мойынтіректі) қорытпалар.
• Осы қорыьпалардың негізгі компоненттері Sn, Cu, Ni және Si. Алюминиймен гетерогенді структураларды құрайды. АО3-1 және АО9-2 қорытпалар қалыңдығы 10 мм-ден жоғары монометалдық ішпектер мен төлкелерді жасауда қолданады. АО20-1 және АН-2,5 қорытпалар болатпен биметалдық таспаларды дайындау үшін қолданылады (прокаттау және соңынан ішпектерді штамптау арқылы). АН-2,5 қорытпадан мойынтіректрді құю арқылы да дайындаға болады.

• Ауыр жүктемеде жұмыс істейтін АО3-1, АО9-2 және АН-2,5 маркалардан жасалған жоғары жылдамдықты мойынтіректредің жұмыс беттерін (қалыңдығы 0,02-0,03 мм) қалайымен немесе басқа жұмсақ металмен қаптайды

9 ДӘРІС

• Түсті ауыр металдар мен олардың қорытпалары

Мыс және оның қорытпалары

• Мыстың тығыздығы 8940 кг/м3. Балқу температурасы 1083ºС. Жылу және электрөткізгіштігі өте жоғары. Тазалығына байланысты келесі маркалары болады:
• М00 (99,99 % Cu), М0 (99,97 % Cu), М1 (99,9 % Cu), М2 (99,7 % Cu), М3 (99,50 % Cu),
• М4 (99,0% Cu).
• Құрамындағы қоспа элементтер мыстың қасиеттеріне едәуір әсер етеді

• Мыстың жалпы атмосфералық жағдайда коррозияға тұрақтылығы жоғары. Қысммен оңай өңделеді. Мыстың пісірілу қабілеті нашар, бірақ дәнекерленуі оңай болады. Мыстың шыбықтар, құбырлар, табақтар және сым түрінде қоланылуы кең.
• Электротехника саласында оттексіз М0б (0,001 % О2) және оттексіздірілген М1р (0,01 % О2) мыс қолданылады.

• Мыс қорытпалары
• Мыс қорытпаларының екі негізгі топтарын айырады:
• 1) Жез – мыс пен мырыштың қорытпасы;
• 2) Қола – мыстың басқа элементтерімен (мырыш басқа элементтерімен кездесуі мүмкін).

• Мыс қорытпаларының белгіленуі (маркировкасы) келесі түрде болады: «Л» – (жез) немесе «Бр» (қола), содан кейін негізгі легірлеуші элементердің белгілері (әріптермен), мысалы, О – қалайы, Ц – мырыш, Мц – марганец, Ж – темір, Ф – фосфор, Б – бериллий, Х – хром, Н – никель, Мг – магний, А – алюминий, С – қорғасын, К – кремний, Су – сурьма. Цифрлар легірлеуші элементтің мөлшерін анықтайды

• Деформацияланатын жез маркаларында «Л» әріптен кейінгі екі цифра мыстың орташа мөлшерін анықтайды (%). Мысалы, Л70 – мыстың мөлшері 70 % Cu. Легірленген деформацияланатын жездердің маркаларында әріптер мен цифрларымен легірлеуші элементінің аталуы мен мөлшері белгіленеді. Мысалы, ЛАЖ60-1-1 мыстың мөлшері 60 % Cu, алюминий 1 % және темір 1 %.

• Деформацияланатын қолаларда негізгі элементтің мөлшері (мыс) көрсетілмей айырмасы бойынша анықталады. Мысалы, БрОЦ4–3 құрамы келесі: қалайы – 4 %, мырыш – 3 %. Мыстың мөлшері 100 – 4 – 3 = 93%.

• Құйма жездер мен қолаларда компоненттердің мөлшері әріптен кейін қойылады. Мысалы, ЛЦ40Мц1,5 құрамында 40 % мырыш, 1,5 % марганец. БрА10ЖЗМц2 - 10% алюминий, , 3% темір, 2% марганец.

• Суық кұйде деформацияланатын α-жездерге, Л96 (томпак), Л80 (жартылайтомпак) және Л68 (пластикалық қасиеттері ең жоғары) жатады

• Мыс – никель қорытпалары
• Мыс-никель қорытпалары МН және басқа да әріптер мен цифрлар арқылы белгіленеді. Н –никельдің мөлшері. Басқа әріптер мен цифрлар легірлеуші элементер мен олардың мөлшері анықталады. Мысалы, МН19, МНЦ15-20. Олардың механикалық қасиеттері, коррозияға төзімділігі өте жоғары, ерекше электрлік және термоэлектрлік қасиеттері болады. Cu – Ni жұйенің қорытпалары коррозияға төзімді және электртехникалық болып бөлінеді. Коррозияға төзімді қорытпаларға мельхиор, нейзильбер және куниаль жатады.

• МН19 мельхиор деп аталады. Өңделуі жеңіл. Коррозияға төзімділігін арттыру ұшін оны темір мен марганецпен қосымша легірлейді (МНЖМц 30-1-1). Мельхиор кеме жасауда , химия өнеркәсібінде, медициналық аспаптарын, зергерлік бұйымдарды жасауда қолданылады. Cu – Ni – Zn қорытпаларын нейзильбер деп атайды. Осы қорытпаларда 5-35% Ni және 13-45% Zn болады. Олардың беріктігі мен коррозияға төзімділігі өте жоғары. Мысалы, МНЦ15-20 және МНЦС16-29-1,8. Нейзильберлерден дәлме дәл аспаптар, химиялық ыдыстар, медициналақ аспаптар жасайды. Куниальдар – бұл Cu – Ni – Al негізіндегі қорытпалар. Құрамында 6-13% никель және 1,5 – 3,0% алюминий болады. Механикалық және серіппелік қасиеттері жоғары.

• Электротехникалық мыс-никель қорытпаларына манганин, копель және константан жатады. Копель (МНмц43-0,5) термопараларды жасауда қолданылады. МНМц3-12 манганинның электркедергісі жоғары, ал электркедергісінің температуралық кояффициенті төмен болғандықтан тұрлі электрлік және өлшеуіш аспаптарды жасауда қолданылады. МНМц40-1,5 константанда жұмыс температура 500оС-қа дейін және электркедергісінің температуралық кояффициенті нольге жуық.

• Ыстыққа берік мыс қорытпалары
• Ыстыққа берік қорытпаларына Zr, Ti, Cr, Si элементтерімен легірленген қорытпалар жатады. Ыстыққа беріктігі Be, Al, Mg эементтерін қосу арқылы арттырылады. Қорытпалар структурасында ыстыққа берік қосылыстар Cr2Zr, Cr2Ni пайда болады. Тұйістіріп пісіру машиналарының элетродтары, жоғары температурада жұмыс істейтін арнаулы объектілердің (зымырандарда, олардың қозғалтыштары) бөлшектері жасалады.

• Титан және қорытпалары
• Титан – сұр түсті металл. Балқу температурасы (1668 ± 5)оС. Тығыздығы 4505 кг/м3. Техникалық титанда технологиялық қасиеттері жоғары. Кысыммен өңделуі, пісірілу қабілеті жоғары. Титан бетінде тұрақты оксид қабықшасы тез пайда болғандықтан, титанның түрлі орталарда (теңіз суында, кейбір қышқылдарда) төзімділігі өте жоғары.

• Молибден – балқу температурасы 2610оС, тығыздығы 10200 кг/м3.

• Хром – балқу температурасы 1875оC, тығыздығы 7200 кг/м3

• Ванадий – балқу температурасы 1900оС , тығыздығы 6110 кг/м3

• Ниобий – балқу температурасы 2415оС, тығыздығы 8560 кг/м3
• Тантал– балқу температурасы 2996оС, тығыздығы 16600 кг/м3

• Рений балқу температурасы 3167оС , тығыздығы 20500 кг/м3

• Вольфрам – балқу температурасы 3410оС, тығыздығы 19300 кг/м3

10 ДӘРІС

• Шойын өндірісі

• Темір кендері
• Өңдегенде құрамында елерліктей мөлшерде темір элементі бар тау жынысын темір кені деп атайды.
• Темір кеннің құндылығы мынадай шарттармен анықталады:
• 1.Құрамындағы темір мөлшері.
• 2.Бос жыныстың құрамы (SіO2, Al2O3; т.б.).
• 3.Зиянды қоспалардың мөлшері (Р, S, AS).
• 4.Физикалық күйі.
• 5.Тотықсызданғыштық қасиеті.

• 1. Магнитті кендер (магнитті теміртас Fe3O4) - құрамында 50-65% темір бар, тығыз қара сұр түсті. (Магнитогорск, Қостанай, Тагил, Курск).
• 2. Гематит (Fe2O3-қызыл теміртас) – құрамында 55-65% Fe бар, түсі қара-қызғылттан қара сұрға дейін өзгеріп кездесетін темір тотығы. Гематиттің құрамында зиянды қоспалар аз. (Курск, Кривой Рог).
• 3. Қоныр теміртас (nFe2O3 · mH2O) құрамында 37-55% Fe бар, табиғатта түсі сарыдан сары-қоңырға дейін өзгеріп кездесетін темірдің тотығы. Кен құрылымы қуыс, кейде құрамында S, P, Аs сияқты зиянды қоспалар болады (Керчь, Лисаковск, Тула, Липецк).
• 4. Карбонатты кендер (FeCO3)-құрамында 30-40% Fe бар, сарғыш-ақ түсті темір карбонаты кен. Карбонатты кендер құрамында бос жыныстар SiO2, Al2O3, MgO түрінде кездеседі. (Бокальск, Златоуст).
• 5. Комплексті темір кендері (табиғи легірленген кендер) - құрамында Тi, Ni, V элементтері кездесетін тау жыныстары. (Орск-Халилов).

• Флюстер
• Флюстер-шихта құрамындағы бос жыныс, отын күлі мен зиянды қоспаларды шлакқа айналдыру мақсатымен шихтаға қосылатын заттар. Кейде флюс шихтаға белгілі құрамы мен қасиеті бар шлак алу үшін қосылады. Әдетте темір кендердің құрамында бос жыныс түрінде SiO2 кездесетіндіктен, флюс ретінде СаСО3 қолданылады. Шихтаға қосылатын флюстің мөлшері кендегі бос жыныстың, кокс күлінің, кен тазалығының, алынатын өнімнің түріне қарай есептеледі.

• Домна процесінің отыны
• Домна процесінде отын ретінде кокс, ағаш көмірі және соңғы кезде табиғи газ сияқты отындар қатты және газ күйінде пайдаланылады. Домна процесінде қолданылатын қатты отынның:
• 1.Жылу шығарғыштық қасиеті жоғары;
• 2.Күл мен зиянды қоспалары аз;
• 3.Пеште уатылып кетпеуі үшін қаттылығы жоғары;
• 4.Құрылымы қуыс болуы керек.

• 1 - шанақты эстакада; 2 - скип шұнқыры; 3 - енқіш скип көтеогіш; 4 - домна пеші; 5 - вагон-таразы.

• Домна процесі
• Домна процесі пештің түрлі бөліктерінде жүретін келесі химиялық реакциялардан тұрады:
• Кокстың жануы.
• Шихтаның ыдырауы мен ұшқыш газдардың бөлінуі.
• Темірдің тотықсыздануынан басқа тотықсыздану реакциялары.
• Тотықсызданған темірдің көміртектенуі шлактың түзілуі мен балқуы.

• Домна процесінің өнімдері
• Домна процесінің өнімдеріне әр түрлі маркалы шойындар, ферроқорытпалар, шлак, домна газы мен домна шаңы жатады.
• Шойын қолданылуына байланысты ақ шойын және сұр (құйма) шойын болып екіге бөлінеді.
• Ақ шойынның құрамындағы темір мен көміртегі химиялық қоспа түрінде (Fe3C-цементит) болады. Сондықтан ақ шойын қатты, сынығы ақ түсті, өзі морт, өңдеуге келмейтін болады. Ол болат балқыту өндірісінің негізгі шикізаты болып табылады (85%).
• Сұр шойынның құрамында Si мөлшері жоғары болғандықтан, көміртегі механикалық қоспа (графит) түрінде кездеседі. Ферроқорытпалар деп құрамында белгілі бір элементтің мөлшері шектен тыс көп болады.
• ФС1-ферросилиций; Мn5; ДН4-ферромарганец; (Мn-75; 70-75).
• ЗЧ1; ЗЧ 2; ЗЧ3 - айналы шойын. (Si<2,0; Mn-20-25; 15-20; 10-15%).
• Шлак. Домна пеші шлағының құрамы: 30-40% SiO2; 10-20% Al2O3; 40-50% CaO.

• Домна пешінің техника-экономикалық көрсеткіштері
• Домна пешінің өнімділігін оның пайдалы көлемін пайдалану коэффициенті (КИПО) сипаттайды.
• Пештің пайдалы көлемін пайдалану коэффициенті деп оның пайдалы көлемінің тәуліктік өнімділігіне қатынасын айтады.
• Қазіргі кездегі домна пешінің КИПО 0,7-0,85 т/м3;
• Пайдалы көлемі 1700-2000 м3; тәуліктік өнімділігі 2500-3600 т. Кокстың шығыны 1 т шойынға 0,6-0,9 т.

ДӘРІС 11

• Болат өндірісі

• Қазіргі кезде болат өндірудің келесі тәсілдері қолданылады:
• 1 Болат өндірудің конвертерлік тәсілі (бессемер, томас, оттегі-конвертерлік);
• 2 Мартен тәсілі (негізді және қышқылды үрдістері);
• 3 Электрлік тәсілі (доғалы және индукциялықұ пештерде жүргізілетін үрдістер).

• Артықшылықтары:
• Өнімділігі жоғары. Конвертерде көміртектің тотығу жылдамдығы мартен пешімен салыстырғанда 10 – 100 есе, ал өнімділігі 5 7 есе артық болады;
• Конвертер үрдісі кезінде отынның қажеттілігі жоқ. Үрдістің жүруіне қажетті жылу шойынның құрамындағы Si, Mn, P және т.б. қоспалардың тотықтану реакцияларының нәтижесінде бөлініп, пештің температурасы 1700ºС – қа дейін көтеріледі;
• Конвертердің құрылысы қарапайым болып келеді, өнімнің өзіндік құны арзан болады.

• Кемшіліктері
• Конвертер болатының сапасы төмен болады, құрамындағы газдар мөлшері едәуір жоғары (N – 0,01-0,08% , ал мартен болатта - 0,004-0,006%);
• Конвертер үрдісі бойынша өнделетін шойынға, оның химиялық құрамына қатаң талаптар қойылады;
• Конвертер тәсілі бойынша жеткілікті мөлшерде металл сынықтары мен кенді өңдеуге болмайтындығы;
• - Конвертер үрдісінің жүру жылдамдығы өте жоғары боғандықтан, үрдіс барысын реттеу өте қиынға соғады, негізінде реттеуге де келмейді.

• Конвертер болатының сапасын төмендететін негізгі зияндысы N. Сондықтан ауаның орнына таза оттегі үрленеді. Элементтердің тотығу процестері жылдам жүреді де конвертердің t-сы тез көтеріліп S 2-3 синутта, Мn, C 16-18 минутта тотығып бетеді. Процесс нәтижесінде Р тотығының темір тұздары түзіліп, ізвесть шлак күйінде балқыған металдың бетіне шығады, болаттағы Р; S элементерінің мөлшері азайды. Процестің тағы бір ерекшелігі - сол мартен шойыны мен темір сынықтарын өңдеу арқылы сапа жағынан мартен болатынан кем түспейтін құрамында 0,004-0,006% N бар болат алуға мүмкіндік береді.

• Электр пешінде болат өндіру әдісі
• Электр пешінде өндірілген болаттың өзіндік құны басқа пештерде өндірілген болаттың өзіндік құны жоғары. Өйткені электр энергиясын көбірек жұмсайды. Болат пен қорытпалар қорытуға арналған электр пештері доғалы, индукциялы, кедергілі пештер болып үш топқа бөлінеді. Құрылысы қарапайым болат қорытуға қолайлы және пайдалы әсер коэффициенті жоғары болғандықтан аталған пештердің ішінде электрометаллургияда сыйымдылығы 0,5-180 тонналық доғалы пештер жиі қолданылады.

• Болат өндірудің басқа әдістеріне қарағанда осы әдісінің келесі артықшылықтары бар:
• 1.Пештің кеңістігінде 2000 0С-тан жоғары t-ра алуға болады.
• 2.Пеш t-сының жоғары болуы құрамында СаО мөлшері молырақ шлак қолданып, Р мен S сияқты зиянды элементтерден болатты толығырақ тазартуға мүмкіндік береді.
• 3.Мартен пешінде қорытуға болмайтын балқу t-сы жоғары қорытпалар қорытылады.
• 4.Мартен пештерімен салыстырғанда электр пештерінің конструкциясы қарапайым келеді.

• Мартен процесі, пеш астарының химиялық қасиетіне байланысты, негізді және қышқылды процесс болып екіге бөлінеді. Пайдаланылатын шихтаның құрамына байланысты мартен процесі скрап-процесс, скрап-кенді, кенді және карбюраторлы болып төртке бөлінеді. Металлургияда көп тарағаны, ол скрап-процесс пен скрап-кенді процесс.

• Скрап-процесс шихтасының негізгі құраушылары металл сынықтары (60-75%) және қатты шойын (25-40%). Сондықтан бұл әдіс өзінде домна пеші жоқ заводтарда қолданылады. Скрап-процеспен жылына 400-500 мың тонна болат қорытатын заводтар жұмыс істейді. Осы заводтарда мартен пешінің сиымдалығы 90-100 т.

• Скран-кенді процесс шихтасының 60-80% балқытылған шойын, 12-18% темір кені, ал қалғаны-металл сынықтары. Осы процеспен жылына 1 млн тоннадан астам болат қорытатын заводтар жұмыс істейді. Пеш сиымдылығы 1258-900 т.

• Мартен әдісі бойынша болат өндіру технологиясы келесі кезеңдерге бөлінеді:
• 1.Пешті қорытуға дайындау (10-30 мин);
• 2.Пешке шихта материалдарын түсіру (1 сағ - 2-3 сағ);
• 3.Балқыту;
• 4.Қайнату;
• 5.Тазарту (жетілдіру) (0,5-1 сағ);
• 6.Болатты құйын алу.

12 ДӘРІС

жүктеу 90,18 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: