Chuma cha kutupwa na aina zake. Grey, ductile na chuma zilizopigwa

Aloi za chuma na kaboni, ambayo maudhui ya kaboni ni zaidi ya 1.7% huitwa chuma cha kutupwa.

Vyuma vya kutupwa hutofautiana katika muundo, njia za utengenezaji, muundo wa kemikali na madhumuni.
Kulingana na muundo, chuma cha kutupwa ni kijivu, nyeupe na kinachoweza kuteseka. Kulingana na njia za utengenezaji - za kawaida na zilizorekebishwa.
Kulingana na muundo wa kemikali, chuma cha kutupwa hutofautishwa sio alloyed na alloyed, i.e., zile zilizo na uchafu maalum.

Grey kutupwa chuma

1. grafiti ya ferrite,
2. ferrite-derlite-graphite na
3. perlite-graphite.

Ikiwa chuma cha kutupwa kijivu kinapozwa kwa kasi baada ya kuyeyuka, inakuwa bleached, yaani, inakuwa brittle sana na ngumu. Chuma cha kutupwa kijivu hufanya mara kadhaa bora katika ukandamizaji kuliko katika mvutano.

Chuma cha kutupwa cha kijivu huchanganyika vizuri na matumizi ya joto na kama nyenzo ya kujaza ya vijiti maalum vya chuma vya kutupwa na maudhui ya juu ya kaboni na silicon. Kulehemu bila preheating ni vigumu kutokana na blekning ya chuma kutupwa katika kanda weld.

chuma nyeupe kutupwa

Kulehemu kwa chuma nyeupe ni vigumu sana kutokana na kuundwa kwa nyufa wakati wa joto na baridi, na pia kwa sababu ya kutofautiana kwa muundo unaoundwa kwenye tovuti ya kulehemu.

chuma inayoweza kutumika

Kwa njia ya Amerika, kuteseka hufanywa kwenye mchanga kwa joto la 800-850 ° C. Katika kesi hiyo, kaboni kutoka kwa hali ya kemikali hupita kwenye hali ya bure kwa namna ya grafiti, iko kati ya nafaka za chuma safi. Chuma cha kutupwa hupata mnato, ndiyo sababu inaitwa MALLEABLE.

Kwa njia ya Uropa, castings hukauka katika ore ya chuma kwa joto la 850-950 °. Wakati huo huo, kaboni kutoka kwa hali iliyofungwa kwa kemikali kutoka kwenye uso wa castings hupita kwenye ore ya chuma na kwa njia hii uso wa castings hutengana na inakuwa laini, ndiyo sababu chuma cha kutupwa kinaitwa MALLable, ingawa msingi unabaki brittle. .

Katika uteuzi wa alama za chuma cha ductile, baada ya herufi, nambari imeandikwa inayoonyesha thamani ya wastani ya nguvu ya mvutano wakati wa kuvunja kwa kilo / mm2, na kisha nambari inayoonyesha urefu katika%.

Kwa mfano, KCh37-12 inaashiria chuma cha kutupwa kinachoweza kutumika, chenye nguvu ya mvutano ya kilo 37/mm2 na urefu wa 12%.
Kulehemu kwa chuma inayoweza kutengenezwa ni ngumu kwa sababu ya upaukaji wa chuma kwenye eneo la weld.

chuma cha kutupwa kilichobadilishwa

Marekebisho yana ukweli kwamba wakati wa kuyeyuka kwa chuma cha kutupwa, kiasi fulani cha nyongeza huongezwa kwa chuma kioevu, ambacho huchangia kutolewa kwa kaboni kwa namna ya grafiti wakati wa kuimarisha na baridi. Utaratibu huu wa urekebishaji, pamoja na utungaji sawa wa kemikali wa chuma cha kutupwa, huboresha kwa kiasi kikubwa mali ya mitambo ya chuma cha kutupwa na ni muhimu sana. Uteuzi wa alama za chuma cha kutupwa kilichorekebishwa ni sawa na muundo wa alama za chuma cha kijivu.

Miongoni mwa aina za kawaida za chuma cha kutupwa ni kijivu na nyeupe. Kila mmoja wao ni nini?

Chuma cha kijivu ni nini?

Aina inayofanana ya chuma cha kutupwa ni mojawapo ya kawaida katika uwanja wa uhandisi wa mitambo. Chuma hiki kina sifa ya kuwepo kwa grafiti ya lamellar katika sehemu nyembamba. Maudhui yake katika chuma cha kijivu yanaweza kutofautiana. Kubwa ni, giza chuma inakuwa katika mapumziko, na pia laini ya chuma kutupwa. Castings kutoka kwa aina inayozingatiwa ya chuma inaweza kuzalishwa kwa unene wowote.

Sifa kuu za chuma cha kijivu:

1. urefu wa chini wa jamaa - kama sheria, sio zaidi ya 0.5%;
2. nguvu ya chini ya athari;
3. plastiki ya chini.

Chuma cha kutupwa kijivu kina asilimia ndogo ya kaboni iliyofungwa - si zaidi ya 0.5%. Wengine wa kaboni huwasilishwa kwa namna ya grafiti - yaani, katika hali ya bure. Chuma cha kutupwa kijivu kinaweza kuzalishwa kwa msingi wa pearlitic, ferritic, pamoja na mchanganyiko - ferrite-pearlitic. Katika chuma kinachozingatiwa, kama sheria, kuna asilimia kubwa ya silicon.

Chuma cha kutupwa kijivu ni rahisi kufanya kazi na zana za kukata. Chuma hiki hutumiwa katika utupaji wa bidhaa ambazo ni bora kwa suala la nguvu ya kukandamiza. Kwa mfano, vipengele mbalimbali vya usaidizi, betri, mabomba ya maji. Matumizi ya chuma cha kijivu pia yameenea katika uhandisi wa mitambo - mara nyingi katika utengenezaji wa sehemu ambazo hazijaonyeshwa na mizigo ya mshtuko. Kwa mfano, kesi za zana za mashine.

Chuma nyeupe ni nini?

Aina hii ya chuma cha kutupwa ina sifa ya kuwepo kwa kaboni, ambayo ni karibu kabisa kuwakilishwa katika muundo wa chuma katika hali iliyofungwa. Ya chuma katika swali ni ngumu na wakati huo huo kabisa brittle. Ni sugu kwa kutu, kuvaa na joto. Chuma cha kutupwa nyeupe ni ngumu sana kufanya kazi na zana za mkono. Wakati wa mapumziko, chuma hiki kina kivuli cha mwanga, muundo wa radiant.

Upeo kuu wa chuma nyeupe kutupwa ni usindikaji zaidi. Kama sheria, inabadilishwa kuwa chuma, mara nyingi - sawa na chuma cha kutupwa kijivu. Katika sekta, matumizi yake si ya kawaida sana kutokana na brittleness yake na ugumu katika usindikaji.

Asilimia ya silicon katika chuma nyeupe ya chuma ni kidogo sana kuliko chuma cha kijivu cha kutupwa. Katika chuma kinachozingatiwa, kunaweza pia kuwa na mkusanyiko wa juu wa manganese na fosforasi (kumbuka kuwa uwepo wao umedhamiriwa kwa kiasi kikubwa na muundo wa kemikali wa madini ambayo chuma cha kutupwa kinayeyushwa). Kweli, ongezeko la kiasi cha silicon katika chuma hufuatana na kupungua kwa kiasi cha kaboni iliyofungwa katika muundo wake.

Kulinganisha

Tofauti kuu kati ya chuma cha kijivu na chuma nyeupe ni kwamba katika kwanza kuna asilimia ndogo ya kaboni iliyofungwa, kwa pili, kinyume chake, kuna hasa kaboni iliyofungwa. Kipengele hiki huamua tofauti kati ya metali zinazozingatiwa katika kipengele:

• ugumu;
• kuvunja rangi;
• upinzani wa kuvaa;
• udhaifu;
• uwezo wa kufanya kazi na zana za mkono;
• upeo wa maombi;
• asilimia ya kaboni iliyofungwa na ya bure;
• asilimia silicon, manganese, fosforasi.

Ili kujifunza kwa uwazi zaidi ni tofauti gani kati ya chuma cha kijivu na nyeupe katika vipengele hivi, meza ndogo itatusaidia.

Jedwali

1. UFAFANUZI

Chuma cha kutupwa kwa kawaida huitwa aloi za chuma-kaboni zilizo na kaboni chini ya hali ya kawaida ya ukaushaji juu ya kikomo cha umumunyifu katika austenite na eutectic katika muundo. Kwa mujibu wa mchoro wa hali ya aloi za chuma-kaboni, chuma cha kutupwa ni aloi zilizo na kaboni zaidi ya 2%. Eutectic katika muundo wa aloi hizi, kulingana na hali ya malezi yake, inaweza kuwa carbudi au grafiti.

Ufafanuzi hapo juu, unaozingatia uainishaji wa aloi za kawaida za chuma-kaboni, sio daima kutosha.

Hakika, eutectics ya carbudi haipo tu katika chuma cha kutupwa, lakini pia katika vyuma vya juu vya alloy vyenye kaboni kidogo (chini ya 2%), kwa mfano, katika vyuma vya kasi. Suala la eutectic ya grafiti pia ni ngumu, kwani grafiti ya sekondari na eutectoid haijatengwa tofauti. Kwa muundo pekee, inaweza kuwa ngumu kutofautisha kwa usahihi chuma cha kutupwa cha graphiti kutoka kwa chuma kilichochorwa. Kwa hiyo, mara nyingi ni muhimu kuamua kwa ufafanuzi wa ziada. Hasa, kipengele cha sifa cha chuma cha kutupwa ni utupaji bora na sifa mbaya zaidi za plastiki ikilinganishwa na chuma, ambayo ni matokeo ya maudhui ya juu ya kaboni (kikomo cha juu zaidi cha umumunyifu katika austenite). Mipaka inayokubalika kwa ujumla kati ya chuma cha kutupwa na chuma na maudhui ya kaboni ya 2% au zaidi ni ya masharti, bila kujali kiwango cha alloying na asili ya muundo.

Muundo wa chuma cha kutupwa bado ni kipengele muhimu zaidi cha uainishaji, kwa vile huamua mali zake za msingi. Muundo wa chuma cha graphitized hujumuisha msingi wa chuma ulioingizwa na inclusions ya grafiti. Mwisho huo una athari nzuri sana juu ya upinzani wa kuvaa na ugumu wa mzunguko wa chuma cha kutupwa.

Vipengele muhimu zaidi vya uainishaji pia vinajumuisha mali ya mitambo (na kwa chuma cha kutupwa kusudi maalum na mali maalum), muundo wa castings, teknolojia ya uzalishaji, muundo wa castings na maeneo yao ya matumizi.

Mali ya nguvu ya chuma cha kutupwa imedhamiriwa na asili ya msingi wa chuma na kiwango cha kudhoofika kwa msingi huu na inclusions ya grafiti. Mwisho ni pamoja na hasa wingi, sura, na asili ya usambazaji wa inclusions ya grafiti.

2. Ainisho KWA MUUNDO WA KEMIKALI

Katika chuma cha kutupwa, pamoja na chuma na kaboni, silicon, manganese, fosforasi na sulfuri zimo (kama kawaida huamua uchafu wa kudumu). Aini za kutupwa pia zina kiasi kidogo cha oksijeni, hidrojeni na nitrojeni.

Kulingana na muundo wa kemikali, chuma cha kutupwa kimegawanywa kuwa kisicho na alloyed na alloyed.

Vyuma vya kutupwa vinachukuliwa kuwa visivyo na maji, ambayo kiasi cha manganese haizidi 2% na silicon 4%. Katika uwepo wa vipengele hivi kwa kiasi kikubwa au kwa maudhui ya uchafu maalum, chuma cha kutupwa kinachukuliwa kuwa alloyed. Inakubaliwa kwa ujumla kuwa katika chuma cha chini cha aloi ya chini kiasi cha uchafu maalum (Ni, Cr, Cu, nk) hauzidi 3%.

Kwa aloi ya chini na ya wastani, majaribio yanafanywa ili kuboresha sifa za jumla za chuma cha kutupwa - usawa wa muundo, uhifadhi wa nguvu na elasticity inapokanzwa kwa joto la chini - 300-400 ° C, ongezeko la upinzani wa kuvaa, kuongezeka kwa nguvu, na kadhalika.

Kwa aloi ya kati, ya juu na ya juu, chuma cha kutupwa hupata mali maalum, kwani utungaji wa ufumbuzi imara na carbides hubadilika sana. Katika kesi hiyo, mabadiliko katika asili ya msingi wa chuma hupata umuhimu mkubwa zaidi. Kwa alloying, martensite, troostite acicular na austenite inaweza kupatikana moja kwa moja katika hali ya kutupwa. Hii inaboresha upinzani wa kutu, upinzani wa joto na mabadiliko ya mali ya magnetic.

3. UAINISHAJI KULINGANA NA MUUNDO NA MASHARTI YA UUNDAJI WA GRAFI.

Kulingana na kiwango cha graphitization, aina za grafiti na masharti ya malezi yao, aina zifuatazo za chuma cha kutupwa zinajulikana:

b) mazungumzo ya nusu,

c) kijivu na grafiti ya lamellar,

d) high-nguvu na grafiti nodular na

e) inayoweza kutengenezwa.

Asili ya msingi wa chuma wa chuma cha kutupwa imedhamiriwa na kiwango cha graphitization, hali ya alloying na aina ya matibabu ya joto.

Kwa mujibu wa kiwango cha graphitization, chuma nyeupe cha kutupwa ni karibu isiyo ya graphitized, chuma cha nusu kilichopigwa ni graphitized kidogo, na wengine wa chuma cha kutupwa ni kwa kiasi kikubwa graphitized (Mchoro 1).

Mtini. 1. Mpango wa kuainisha chuma cha kutupwa kulingana na kiwango cha graphitization, aina ya fracture, fomu na masharti ya kuunda grafiti.

Katika chuma cha chuma nyeupe na nusu, kuwepo kwa ledeburite ni lazima, na katika chuma cha kutupwa cha grafiti nyingi, ledeburite haipaswi kuwepo.

Muundo wa chuma cha kutupwa katika akitoa moja inaweza kuwa tofauti na ni ya aina tofauti za chuma cha kutupwa; wakati mwingine hata kwa makusudi kufikia miundo tofauti katika tabaka tofauti, kwa mfano, katika uzalishaji wa rolling rolling bleached na kusagwa mipira. Tabaka za nje zimetengenezwa kwa chuma cheupe cha kutupwa, tabaka za mpito hufanywa kwa chuma cha kutupwa mashimo, msingi hutengenezwa kwa chuma cha kutupwa sana.

Wacha tuchunguze kwa undani zaidi sifa kuu za chuma zilizoorodheshwa.

A) Chuma cha kutupwa nyeupe. Iron nyeupe inaitwa chuma, ambayo karibu kaboni yote iko katika hali ya kufungwa kwa kemikali. Chuma cha kutupwa nyeupe ni ngumu sana, brittle na ni vigumu sana kusindika na wakataji (hata aloi ngumu).

Mchele. 2. Muundo wa chuma cha kutupwa nyeupe (ledeburite, perlite na saruji ya sekondari)

Kwenye mtini. 2 inaonyesha muundo mdogo wa chuma cha hypoeutectic nyeupe isiyo na maji, inayojumuisha ledeburite, perlite na saruji ya pili. Katika chuma cha aloi au kilichotiwa joto, troostite, martensite, au austenite inaweza kuwepo badala ya pearlite.

Uchimbaji wa chuma cha kutupwa nyeupe ni wa matumizi mdogo kutokana na ugumu wao wa juu na brittleness. Zinatumika kama sugu ya kuvaa, sugu ya kutu na sugu ya joto.

Chuma cha kutupwa nyeupe kinaitwa kwa sababu aina ya fracture ndani yake ni mwanga-fuwele, radiant (Mchoro 3).

Mchele. 3. Aina ya fracture ya chuma nyeupe kutupwa.

b) Nusu ya chuma cha kutupwa. Nusu ya chuma iliyopigwa ina sifa ya ukweli kwamba, pamoja na carbide eutectic, grafiti pia iko katika muundo. Hii ina maana kwamba kiasi cha kaboni iliyofungwa inazidi umumunyifu wake wa kuzuia katika austenite chini ya hali halisi ya ugumu.

Muundo wa chuma cha nusu ni ledeburite + perlite + grafiti. Katika chuma cha aloi na kutibiwa kwa joto, martensite, austenite, au miwa ya acicular inaweza kupatikana.

Nusu ya chuma iliyopigwa inaitwa kwa sababu aina ya fracture ndani yake ni mchanganyiko wa maeneo ya mwanga na giza ya muundo wa fuwele. Nusu ya chuma cha kutupwa ni ngumu na brittle; matumizi ya bidhaa za chuma cha nusu ni mdogo. Mara nyingi, muundo huu hupatikana katika maonyesho yaliyopozwa kama eneo la mpito kati ya safu iliyopozwa na sehemu ya grafiti.

V) Grey kutupwa chuma (SC). Chuma cha kutupwa kijivu ni nyenzo ya kawaida ya uhandisi. Tofauti kuu kati ya chuma cha kijivu ni kwamba grafiti katika ndege ya sehemu ina sura ya lamellar (Mchoro 4). Wakati sahani zinatawanywa sana, grafiti inaitwa kutawanywa au pointy.Kupata aina ya lamellar ya grafiti hauhitaji matibabu ya joto au marekebisho ya lazima.

Grafiti ya Lamellar inatofautishwa na kiwango cha kutengwa, asili ya eneo, sura na saizi ya sahani.

Mchele. 4 . Lamellar grafiti (rectilinear). x100

Mchele. 5. Lamellar grafiti, makoloni ya kiwango cha juu cha kutengwa. x100.

Kwenye mtini. 5 inaonyesha grafiti ya lamellar, iko katika makoloni ya kiwango cha juu cha kutengwa, na katika tini. 6 shahada ndogo ya kutengwa. Grafiti ya mwisho (iliyotawanywa) iko kati ya dendrites na inaitwa hatua ya interdendritic. Katika FIG. & inaonyesha interdendritic lamellar grafiti, na katika tini. 8 rosette grafiti.

Mchele. 6. Lamellar grafiti, makoloni ya shahada ndogo ya kutengwa. x100.

Mchele. 7. Interdendritic grafiti. x100.

Mchele. 8. Grafiti ya Rosette. x100.

Mchele. 9. Grafiti inayozunguka. x100.

Mchele. 10. Muundo wa chuma kijivu cha kutupwa (sorbitol, grafiti na phosphides) x400.

Mchele. 11. Pearlite-ferritic kijivu kutupwa chuma. x100.

Mchele. 12. Grafiti ya nodular. x400.

Mchele. 13. Nguvu ya juu ya Pearlite. x400.

Mchele. 14. Pearlite-ferritic ductile chuma. x100.

Mchele. 15. Feritic ductile chuma. x200.

Graphite katika mtini. 4 inaitwa rectilinear, au kubwa: tofauti na inayozunguka iliyoonyeshwa kwenye mtini. 9.

Ujumuishaji wa grafiti umegawanywa katika vikundi kumi kulingana na urefu mkubwa wa sehemu kwenye sehemu nyembamba, iliyoonyeshwa hapa chini.

Aina ya fracture katika chuma kijivu kutupwa kwa kiasi kikubwa inategemea kiasi cha grafiti - grafiti zaidi, giza fracture.

Castings ya chuma cha kutupwa kijivu hutolewa kwa unene wowote.

Kwa sababu ya athari ya nguvu ya kudhoofisha ya sahani za grafiti, chuma cha kijivu cha kutupwa kina sifa ya kutokuwepo kabisa kwa urefu wa jamaa (chini ya 0.5%) na nguvu ya chini sana ya athari.

Kwa sababu ya ukweli kwamba chuma cha kutupwa kijivu, bila kujali asili ya msingi wa chuma, ina ductility ya chini, kwa sehemu kubwa wanajitahidi kuipata kwa msingi wa pearlite, kwani perlite ni nguvu zaidi na ngumu kuliko ferrite. Kupungua kwa kiasi cha pearlite na ongezeko kutokana na kiasi hiki cha ferrite husababisha kupoteza nguvu na upinzani wa kuvaa bila kuongezeka kwa ductility. Aloi ya chuma kijivu kutupwa na kupata msingi austenitic pia haitoi plastiki kubwa.

Mchele. 16. Grafia za umbo la kaa na umbo la kaa.

Mchele. 17. Chuma cha ductile na msingi wa ferritic.

Kwenye mtini. 10 inaonyesha muundo wa chuma cha kijivu cha pearlite-graphite, na mtini. Muundo wa 11 wa chuma cha kijivu cha pearlitic-ferritic na takriban kiasi sawa cha pearlite na ferrite.

G) Ductile chuma cha kutupwa na grafiti nodular (HF). Tofauti ya msingi kati ya chuma cha ductile na aina nyingine za chuma cha kutupwa iko katika sura ya spherical ya grafiti (Mchoro 12), ambayo hupatikana hasa kwa kuanzisha modifiers maalum (Mg, Ce) kwenye chuma cha kutupwa kioevu. Kwa hivyo, chuma cha ductile mara nyingi huitwa magnesiamu, ingawa inaitwa "nguvu ya juu" katika GOST. Ukubwa na idadi ya inclusions ya grafiti ni tofauti.

Fomu ya globular ya grafiti ni nzuri zaidi ya aina zote zinazojulikana. Grafiti ya nodular inadhoofisha msingi wa chuma chini ya aina zingine za grafiti. Msingi wa chuma wa chuma cha ductile ni, kulingana na mali zinazohitajika, pearlitic (Mchoro 13), pearlite-ferritic (Mchoro 14) na ferritic (Mchoro 15). Kwa alloying na matibabu ya joto, inawezekana kupata msingi wa austenitic, martensitic au acicular-troostite.

Vipande vya chuma vya ductile, pamoja na castings ya chuma ya kijivu, inaweza kuzalishwa kwa unene wowote.

e) Iron inayoweza kuyeyuka (KCh). Tofauti kuu kati ya chuma cha ductile ni kwamba grafiti ndani yake ina sura ya flaky au spherical. Graphite iliyo na laini inaweza kuwa ya kuunganishwa na kutawanyika mbalimbali (Mchoro 16 L, B, C, D), ambayo huathiri mali ya mitambo ya chuma cha kutupwa.

Iron ductile ya viwanda huzalishwa hasa kwa msingi wa ferritic; hata hivyo, daima ina mpaka wa pearlite. Katika miaka ya hivi karibuni, chuma cha kutupwa kilicho na msingi wa ferrite-pearlitic na pearlitic kimetumika sana. Chuma cha kutupwa na msingi wa ferritic (Mchoro 17) ina ductility kubwa.

Kuvunjika kwa chuma cha ductile ya ferritic ni nyeusi-velvety; na ongezeko la kiasi cha pearlite katika muundo, fracture inakuwa nyepesi sana.

Ipasavyo, chuma cha kutupwa kinaweza kuainishwa kulingana na asili ya malipo, njia ya kuyeyuka na njia ya usindikaji wa chuma kioevu.

Hali ya mold na asili ya kumwaga ndani yake pia ina ushawishi mkubwa juu ya mali ya chuma cha kutupwa. Kulingana na njia ya utengenezaji wa castings, chuma cha kutupwa kinaweza kugawanywa katika kutupwa kwa baridi (kusaga muundo kwa sababu ya upoezaji wa kasi), centrifugal (muundo mnene), kuimarishwa (ugumu wa castings), nk.

Mabadiliko makubwa katika mali hupatikana kwa matibabu ya joto ya castings. Kwa msaada wa matibabu ya joto, inawezekana kubadili kiwango cha utawanyiko wa msingi wa chuma na asili yake hadi mabadiliko yake katika sindano-troostite na martensitic. Hadi kikomo fulani, kiasi cha kaboni iliyofungwa inaweza kubadilishwa, na wakati wa matibabu ya kemikali-mafuta, utungaji wa chuma cha kutupwa pia unaweza kubadilishwa kwenye tabaka za uso. Kulingana na aina ya matibabu ya joto, castings inaweza kugawanywa katika annealed, normalized, kuboreshwa, uso-ngumu, nitrided, nk.

6. UAINISHAJI KWA AINA YA UTUMISHI NA NYUMBA ZAKE ZA MAOMBI

Casting chuma kutupwa kulingana na aina ya castings na maeneo yao ya maombi inaweza kugawanywa katika mashine, silinda, gari, kuzaa, rolls chilled chuma kinu, nk.

Kati ya uainishaji hapo juu, wazi zaidi ni uainishaji na muundo, wazi kabisa ni uainishaji na aina za castings, kwani chuma cha kutupwa kilicho na muundo sawa na muundo sawa kinaweza kufaa kwa aina anuwai za tasnia na tasnia ya uhandisi.

Ni muhimu kutofautisha ishara kuu (kuamua) za uainishaji - sura ya grafiti kutoka kwa ishara za kufafanua, ambazo ni pamoja na asili ya msingi wa chuma, njia ya utengenezaji, nk msingi, jinsi inavyopatikana (kwa marekebisho au matibabu ya joto. ), iwe ni aloi na pamoja na kile kilichotiwa aloi.

Katika uhandisi wa mitambo, castings kutoka kijivu, ductile na chuma cha juu-nguvu kutupwa hutumiwa. Vyuma hivi vya kutupwa vinatofautiana na chuma cheupe cha kutupwa kwa kuwa kaboni yote au zaidi iko katika hali ya bure kwa namna ya grafiti (na katika chuma nyeupe, kaboni yote iko katika mfumo wa saruji).

Muundo wa chuma hizi za kutupwa hujumuisha msingi wa chuma sawa na chuma (pearlite, ferrite) na inclusions zisizo za metali - grafiti.

Pasi za kijivu, zinazoweza kutengenezwa na ductile hutofautiana kutoka kwa kila mmoja hasa kwa namna ya inclusions ya grafiti. Hii huamua tofauti katika mali ya mitambo ya chuma hizi za kutupwa.

Katika chuma cha kijivu cha kutupwa grafiti (inapotazamwa chini ya darubini) ina aina ya sahani.

Graphite ina mali ya chini ya mitambo. Inavunja mwendelezo wa msingi wa chuma na hufanya kama notch au ufa mdogo. Kubwa na kunyoosha aina za inclusions za grafiti, mbaya zaidi mali ya mitambo ya chuma cha kutupwa kijivu.

Tofauti kuu chuma cha juu cha kutupwa ni kwamba grafiti ndani yake ina umbo la spherical (mviringo). Aina hii ya grafiti ni bora zaidi kuliko lamellar, kwa kuwa katika kesi hii kuendelea kwa msingi wa chuma ni chini sana kusumbuliwa.

Inaweza kuharibika chuma cha kutupwa kupatikana kwa annealing ya muda mrefu ya castings nyeupe chuma kutupwa, kama matokeo ya ambayo grafiti umbo flake huundwa - annealing kaboni.

Mali ya mitambo ya chuma cha kutupwa inaweza kuboreshwa na matibabu ya joto. Wakati huo huo, ni lazima ikumbukwe kwamba matatizo makubwa ya ndani yanaundwa katika chuma cha kutupwa, kwa hiyo, kutupwa kwa chuma kunapaswa kuwashwa polepole wakati wa matibabu ya joto ili kuepuka kupasuka.

Castings ya chuma cha kutupwa inakabiliwa na aina zifuatazo za matibabu ya joto.

Uzuiaji wa joto la chini. Ili kuondokana na matatizo ya ndani na kuimarisha vipimo vya chuma cha kutupwa kutoka kwa chuma cha kijivu, kuzeeka kwa asili au annealing ya chini ya joto hutumiwa.

Njia ya zamani ni kuzeeka asili , ambayo kutupwa baada ya baridi kamili hupata kuzeeka kwa muda mrefu - kutoka miezi 3-5 hadi miaka kadhaa. Kuzeeka kwa asili hutumiwa wakati vifaa vya annealing vinavyohitajika hazipatikani. Njia hii sasa haitumiki kamwe; kuzalisha hasa annealing ya chini ya joto. Ili kufanya hivyo, castings, baada ya kukandishwa kamili, huwekwa kwenye tanuri baridi (au tanuru yenye joto la 100-200 ° C) na pamoja nayo polepole, kwa kiwango cha 75-100 ° C kwa saa. inapokanzwa hadi 500-550 ° C, kwa joto hili hustahimili masaa 2-5 na baridi hutoa hadi 200 ° C kwa kiwango cha 30-50 ° kwa saa, na kisha hewani.

Graphitizing annealing.

Wakati wa kutengeneza bidhaa, baridi ya sehemu ya chuma kijivu kutoka kwa uso au hata juu ya sehemu nzima inawezekana. Ili kuondokana na baridi na kuboresha ufundi wa chuma cha kutupwa, uingizaji wa graphitizing ya joto la juu hufanywa kwa kushikilia kwa joto la 900-950 ° C kwa masaa 1-4 na kupoza bidhaa hadi 250-300 ° C pamoja na tanuru. , na kisha hewani. Kwa annealing vile katika maeneo ya baridi, cementite Fe 3 C hutengana katika ferrite na grafiti, kama matokeo ambayo chuma nyeupe au nusu ya kutupwa hugeuka kuwa kijivu.

Kusawazisha.

Castings ya sura rahisi na sehemu ndogo ni chini ya kuhalalisha. Urekebishaji unafanywa kwa 850-900 ° C na mfiduo wa masaa 1-3 na baridi ya baadae ya castings katika hewa. Kwa inapokanzwa vile, sehemu ya kaboni-graphite ni kufutwa katika austenite; baada ya baridi katika hewa, msingi wa chuma hupata muundo wa troostite pearlite na ugumu wa juu na upinzani bora wa kuvaa. Kwa chuma cha kutupwa kijivu, kuhalalisha hutumiwa mara chache; kuzima na matiti hutumiwa sana.

ugumu.

Inawezekana kuongeza nguvu ya chuma kijivu cha kutupwa kwa kuimarisha. Inazalishwa na inapokanzwa hadi 850-900 ° C na baridi katika maji. Vyuma vya kutupwa vya pearlitic na ferritic vinaweza kuwa ngumu. Ugumu wa chuma cha kutupwa baada ya ugumu hufikia HB 450-500. Muundo wa chuma cha kutupwa kigumu kina martensite na kiasi kikubwa cha mabaki ya austenite na graphite precipitates. Njia bora ya kuongeza nguvu na upinzani wa kuvaa kwa chuma cha kijivu ni ugumu wa isothermal, ambao unafanywa sawa na ugumu wa chuma.

Vyuma vya ductile na grafiti ya nodular inaweza kukabiliwa na moto au ugumu wa uso wa juu-frequency. Sehemu za chuma zilizopigwa baada ya matibabu hayo zina ugumu wa juu wa uso, msingi wa ductile na upinzani mzuri kwa mizigo ya athari na abrasion.

Aloyed kijivu kutupwa chuma Na chuma cha juu cha kutupwa kwa magnesiamu wakati mwingine wanakabiliwa na nitriding. Ugumu wa uso wa bidhaa za chuma cha nitridi hufikia HV600-800 ° C; sehemu hizo zina upinzani wa juu wa kuvaa. Matokeo mazuri yanapatikana kwa chuma cha sulfidi; kwa mfano, pete za pistoni za sulfidi huingia haraka, hupinga abrasion vizuri, na maisha yao ya huduma huongezeka mara kadhaa.

Likizo.

Ili kuondoa mikazo ya ugumu, hasira hufanywa baada ya ugumu. Sehemu zilizopangwa kufanya kazi kwenye abrasion hupata hasira ya chini kwa joto la 200-250 ° C. Casting ya chuma ya kutupwa ambayo haifanyi kazi kwenye abrasion inakabiliwa na hasira ya juu saa 500-600 ° C. Wakati wa kuimarisha chuma cha kutupwa ngumu, ugumu hupungua kwa kiasi kikubwa. chini ya wakati wa kuwasha chuma. Hii ni kutokana na ukweli kwamba katika muundo wa chuma cha kutupwa ngumu kuna kiasi kikubwa cha mabaki ya austenite, na pia kwa sababu ina kiasi kikubwa cha silicon, ambayo huongeza upinzani wa hasira ya martensite.

Kwa uwekaji wa chuma kwenye chuma cha kutupwa kinachoweza kusongeshwa, chuma cha kutupwa nyeupe hutumiwa na takriban muundo wa kemikali ufuatao: 2.5-3.2% C; 0.6-0.9% Si; 0.3-0.4% Mn; 0.1-0.2% P na 0.06-0.1% S.

Kuna njia mbili za kunyoosha kwa chuma inayoweza kuyeyuka:

upigaji picha annealing katika mazingira ya neutral, kwa kuzingatia mtengano wa cementite katika ferrite na annealing kaboni;

decarburizing annealing katika mazingira ya vioksidishaji kulingana na uchomaji kaboni.

Annealing kwa chuma cha ductile kulingana na njia ya pili inachukua siku 5-6, kwa hiyo, kwa sasa, chuma cha ductile kinapatikana hasa kwa graphitization. Castings, kusafishwa kwa mchanga na sprues, ni packed katika masanduku ya chuma au stacked juu ya godoro, na kisha annealed katika methodical, chumba na tanuu nyingine annealing.

Mchakato wa annealing una hatua mbili za graphitization. Hatua ya kwanza inajumuisha inapokanzwa sare ya castings hadi 950-1000 ° C na muda wa kushikilia wa masaa 10-25; basi joto hupunguzwa hadi 750-720 ° C kwa kiwango cha baridi cha 70-100 ° C kwa saa. Katika hatua ya pili, kwa joto la 750-720 ° C, mfiduo wa masaa 15-30 hutolewa, kisha kutupwa hupozwa pamoja na tanuru hadi 500-400 ° C na kwa joto hili huchukuliwa nje. hewa, ambapo hupozwa kwa kiwango cha kiholela. Kwa annealing kama hiyo ya hatua kwa hatua katika safu ya joto ya 950-1000 ° C, mtengano (graphitization) ya cementite hufanyika. Kama matokeo ya annealing kulingana na hali hii, muundo wa chuma MALLEABLE ni nafaka ferrite na inclusions ya annealing viota kaboni - grafiti.

Chuma cha ductile ya Pearlitic hupatikana kama matokeo ya kuingizwa kamili: baada ya graphitization saa 950-1000 ° C, chuma cha kutupwa kinapozwa pamoja na tanuru. Muundo wa chuma cha ductile cha pearlitic kinaundwa na pearlite na kaboni iliyoingizwa.

Ili kuongeza viscosity, chuma cha ductile cha pearlitic kinakabiliwa na spheroidization kwa joto la 700-750 ° C, ambayo huunda muundo wa pearlite ya punjepunje.

Ili kuharakisha mchakato wa annealing kwa chuma cha kutupwa kinachoweza kutumika, bidhaa za chuma nyeupe huzimishwa, kisha graphitized saa 1000-1100 ° C. Kuongeza kasi ya graphitization ya chuma cha kutupwa ngumu wakati wa annealing inaelezewa na kuwepo kwa idadi kubwa ya vituo vya graphitization vinavyoundwa. wakati wa kuzima. Hii inafanya uwezekano wa kupunguza muda wa annealing ya castings ngumu hadi masaa 15-7.

Jotousindikaji wa madini ya chuma.

Ili kuongeza nguvu na upinzani wa kuvaa, chuma cha kutupwa kinachoweza kutengenezwa huwekwa chini ya hali ya kawaida au ugumu kwa hasira. Urekebishaji wa chuma cha ductile hufanyika kwa 850-900 ° C na kushikilia kwa joto hili kwa masaa 1-1.5 na baridi katika hewa. Ikiwa tupu zimeongezeka ugumu, zinapaswa kuwa chini ya hasira ya juu saa 650-680 ° C na muda wa kushikilia wa saa 1-2.

Aloi za chuma-kaboni zilizo na zaidi ya 2% huitwa chuma cha kutupwa. kaboni. Chuma cha kutupwa kina sifa ya chini ya mitambo kuliko chuma, lakini ni ya bei nafuu na imetupwa vizuri katika maumbo magumu. Kuna aina kadhaa za chuma cha kutupwa. chuma nyeupe, ambayo kaboni yote (2.0 ... 3.8%) iko katika hali iliyofungwa kwa namna ya Fe 3 C (cementite), ambayo huamua mali zake: ugumu wa juu na brittleness, upinzani mzuri wa kuvaa, machinability maskini kwa kukata zana. Chuma cha kutupwa nyeupe hutumiwa kuzalisha chuma cha kijivu na ductile na chuma. Grey kutupwa chuma ina kaboni katika hali iliyofungwa kwa sehemu tu (si zaidi ya 0.5%). Sehemu iliyobaki ya kaboni iko kwenye chuma cha kutupwa katika hali ya bure kwa namna ya grafiti. Uingizaji wa grafiti hufanya rangi ya mapumziko kuwa kijivu. Kadiri fracture inavyozidi kuwa nyeusi, ndivyo chuma cha kutupwa kinavyokuwa laini zaidi. Uundaji wa grafiti hutokea kutokana na matibabu ya joto ya chuma nyeupe, wakati sehemu ya saruji hutengana katika chuma cha ductile laini na grafiti. Kulingana na muundo mkuu, chuma cha kutupwa kijivu kinajulikana kwa msingi wa pearlitic, ferritic au ferritic-pearlitic. Kwa baridi ya polepole ya aloi za chuma-kaboni, grafiti hutolewa. Grey kutupwa chuma hutumika sana katika uhandisi wa mitambo, kwa kuwa ni rahisi kusindika na ina mali nzuri. Kulingana na nguvu, chuma cha kutupwa kijivu kinagawanywa 10 mihuri (GOST 1412). Vyuma vya kutupwa vya kijivu vilivyo na nguvu ya chini ya mvutano vina nguvu ya juu sana ya kubana. Vyuma vya kutupwa vya kijivu vina kaboni - 3,2…3,5 % ; silicon - 1,9…2,5 % ; manganese - 0,5…0,8 % ; fosforasi - 0,1…0,3 % ; salfa - < 0,12 % . Kwa kuzingatia upinzani mdogo wa castings ya chuma ya kijivu kwa mizigo ya mvutano na mshtuko, nyenzo hii inapaswa kutumika kwa sehemu ambazo zinakabiliwa na mizigo ya kushinikiza au kuinama. Katika tasnia ya zana za mashine, hizi ni msingi, sehemu za mwili, mabano, gia, miongozo; katika sekta ya magari - vitalu vya silinda, pete za pistoni, camshafts, rekodi za clutch. Castings ya chuma ya kijivu pia hutumiwa katika uhandisi wa umeme, kwa ajili ya utengenezaji wa bidhaa za walaji. Mali ya chuma cha kijivu hutegemea utawala wa baridi na uwepo wa uchafu fulani. Kwa mfano, silicon zaidi, grafiti zaidi hutolewa, na kwa hiyo chuma cha kutupwa kinakuwa laini. Chuma cha kutupwa kijivu kina ugumu wa wastani na hutengenezwa kwa urahisi na zana za kukata. Grey kutupwa chuma kutumika katika ujenzi. Vipu vya rangi ya kijivu vya Pearlitic vina mali bora ya nguvu na upinzani wa kuvaa. Vipengele vya kimuundo vinavyofanya kazi vizuri katika ukandamizaji vinatupwa kutoka kwa chuma cha kijivu: nguzo, usafi wa msaada, viatu, neli, betri za joto, mabomba ya maji na maji taka, slabs za sakafu, gia na sehemu nyingine. Wakati wa kuashiria chuma cha kijivu na kilichorekebishwa, kwa mfano SCH12-28, tarakimu mbili za kwanza zinaonyesha nguvu za mvutano, mbili zifuatazo - nguvu za kubadilika.

Chuma cha kutupwa kilichomalizika kina takriban 93% ya chuma, hadi 5% ya kaboni na kiasi kidogo cha uchafu wa silicon, manganese, fosforasi, sulfuri na vitu vingine ambavyo vimepita kwenye chuma cha kutupwa kutoka kwa gangue.

13. Chuma cha chuma na lamellar na inclusions flaky grafiti. Njia za kupata, mali, kuashiria. Vipu vya kijivu - huundwa tu kwa viwango vya chini vya baridi katika safu nyembamba ya joto, wakati kiwango cha supercooling cha awamu ya kioevu ni cha chini. Chini ya hali hizi, kaboni yote au zaidi yake ni grafiti kwa namna ya grafiti ya lamellar, na maudhui ya kaboni kwa namna ya saruji sio zaidi ya 0.8%. Vyuma vya kutupwa vya kijivu vina mali nzuri ya kiteknolojia na nguvu, ambayo huamua matumizi yao mapana kama nyenzo za kimuundo.

Grey, high-nguvu, MALLEABLE chuma kutupwa ni sifa ya ukweli kwamba wote au sehemu ya kaboni yao ni katika hali ya bure katika mfumo wa grafiti, sawasawa kusambazwa katika msingi wa chuma.

Wana aina tofauti za kujitenga kwa grafiti. Kulingana na muundo wa msingi wa chuma, chuma hizi za kutupwa zinaweza kuwa:

a) ferritic (kutoka ferrite na grafiti);

b) ferrite-pearlitic (kutoka ferrite, perlite, grafiti);

c) pearlitic (kutoka perlite, grafiti).

Kwa hivyo, muundo wao ni msingi wa chuma, sawa na chuma cha hypoeutectoid na eutectoid, kilichoingia na inclusions ya grafiti.

Graphitization ya chuma cha kutupwa huathiriwa kwa kiasi kikubwa na idadi ya vipengele vilivyomo ndani yake, kuwepo kwa vituo vya crystallization ya grafiti na kiwango cha baridi.

Vipengele vyote vilivyoletwa kwenye chuma cha kutupwa vinagawanywa katika kutengeneza grafiti (C, Si, Al, B, Br, nk) na kutengeneza carbudi (Mn, Cr, V, W, Ti, Mo, nk).

Kiwango cha baridi kina athari kubwa kwenye graphitization ya chuma cha kutupwa. Kiwango cha chini cha baridi, ndivyo michakato ya graphitization inakamilishwa zaidi.

Katika chuma cha kutupwa kijivu, grafiti iko kwa namna ya sahani (flakes).

Sifa za chuma za kijivu zilizo na msingi sawa wa chuma hutegemea ukubwa, wingi na usambazaji wa inclusions za grafiti. Wanaweza kuzingatiwa kama nyufa, pores, kupunguzwa kwa ndani ambayo inakiuka uadilifu wa msingi wa chuma.

Grafiti zaidi katika chuma cha kutupwa, inclusions yake ni mbaya zaidi na chini ya kutengwa kutoka kwa kila mmoja, chini ya ubora wa chuma cha kutupwa. Kwa ongezeko la kiasi cha perlite na fomu sawa ya inclusions ya grafiti, mali ya mitambo (nguvu, ugumu) ya ongezeko la chuma cha kutupwa.

Vipu vya kijivu vina alama ya barua: C - kijivu na H - chuma cha kutupwa, baada ya barua kuna nambari zinazoonyesha kiasi cha nguvu za kuvuta.

Vyuma vya ductile kupatikana kwa castings annealing alifanya ya chuma nyeupe kutupwa. Wakati wa mchakato wa annealing, saruji, ambayo ni sehemu ya muundo wa chuma nyeupe kutupwa, hutengana katika chuma, na grafiti, ambayo ina sura flaky (wakati wa kukandishwa kwa castings - kawaida kijivu kutupwa chuma - grafiti haina kuchukua fomu hii). Fomu iliyopigwa ya grafiti inaboresha mali ya plastiki ya chuma cha kutupwa: chuma vile cha kutupwa haruhusiwi chini ya athari na kupiga.

Kulingana na muundo wa msingi wa chuma, chuma cha kutupwa cha pearlitic, ferritic-pearlitic na ferritic hutofautishwa. Mwisho wao ni plastiki zaidi, ugumu wake ni mdogo. Chuma cha ductile kina alama ya herufi: K - inayoweza kutengenezwa, H - chuma cha kutupwa na nambari. Nambari mbili za kwanza -  2, pili - urefu wa jamaa.