С. А. Вологжанина, А. Ф. Иголкин материалтану оқУ ҚҰралы

Сол көміртегі құрамы бірдей болған кезде, қайнайтын, жартылай тұрақты жəне тұрақты 
болаттар беріктік қасиеттерінің ұқсас мəндеріне ие жəне майысқыштық сипаттамаларының 
мəндерімен ерекшеленеді. Қайнамаған болаттың құрамында кремнийдің құрамы 0,15...0,35 
%, жартылай қайнаған — 0,05...0,15, ал қайнап жатқан болса — до 0,05 %. 
Қайнаған болатты тотықтыру үшін кремний мен алюминийді қолданбайды, оны 
марганецпен тотықтырады. Қайнаған болат құйманың химиялық біркелкі еместігі айқын 
байқалады. Оның негізгі артықшылығы - лайықты металдың бөлінуі жоғары (95% -дан 
астам) _Құрамында кремний мен көміртектің төмен болуына байланысты қайнаған болатты 
суық күйде соғуға болады. Құрамында оттегінің жоғары шоғырлануына байланысты қайнаған 
болаттар салыстырмалы түрде суыққа аса төзімсіз болғандықтан, солтүстікте дайындалатын 
өнімдерге пайдалануға ұсынылмайды. Алюминий ыдыста марганецпен тотыққан жартылай 
тұрақты болатта лайықты металдың шығымы 90,95% құрайды. 
Тұрақты болат кремний, марганец жəне алюминиймен тотықтандырылады. Тұрақты 
болат құймаларынан лайықты металдың шығарылымы шамамен 85% құрайды, бірақ металл 
əлдеқайда тығыз жəне біртекті химиялық құрамы бар.
Көміртекті болаттардың қасиеттері негізгі элементтің – көміртектің болуына, сондай-ақ 
тұрақты жəне жасырын қоспалардың болуына байланысты.
Көміртектің болаттың қасиеттеріне əсері. Көміртек - көміртекті болаттың құрылымы мен 
қасиетін анықтайтын маңызды элемент. Тіпті көміртегі құрамындағы кішігірім өзгерістер 
болаттың қасиеттеріне əсер етеді. Көміртектің өсуі арқасында болат құрылымындағы 
цементит мөлшері артады. Құрамында 0,8% дейін көміртегі бар болат феррит пен перлиттен 
тұрады, ал құрамында 0,8% -дан астам көміртегі бар болатта перлиттен басқа құрылымдық-
еркін қайталама цементит пайда болады.
Ферриттің беріктігі төмен, бірақ салыстырмалы түрде иілгіш. Цементит жоғары 
қаттылығымен ерекшеленеді, бірақ нəзік. Сондықтан, көміртек мөлшерінің артуымен 
болаттың қаттылығы мен беріктігі артады, тұтқырлығы мен төзімділігі төмендейді (4.9-
сурет).
Болат беріктігінің артуы құрамындағы 0,8,1% дейін көміртегінің болуына байланысты. 
Көміртегі мөлшерінің 1% -дан астам ұлғаюымен болаттың иілгіштігі ғана емес, сондай-ақ 
беріктігі де азаяды. Бұл перлитті түйіршіктер айналасында сынғыш цементит торының пайда 
болуына байланысты, ол салмақ түсірсе жылдам сынады. Осы себепті, эвтектоидті 
болаттарды арнайы күйдіреді, нəтижесінде түйіршікті перлит құрылымы алынады.
Көміртек болаттың технологиялық қасиеттеріне айтарлықтай əсер етеді: пісуі, қысым 
мен кесу арқылы өңделуі. Көміртектің мөлшері жоғарылағанда пісірілуінің нашарлауы, 
ыстықта жəне əсіресе суық күйде деформациялану мүмкіндігі төмендейді. 
141 

8; у, 
О Jo 
Сурет 4.9. Болаттың механикалық қасиеттерінің көміртек құрамына тəуелділігі 
Құрамында 0,3-0,4% көміртегі бар орташа көміртекті болаттарды кесу арқылы өңдеген 
оңайырақ. Көміртегі құрамы төмен болаттардың беткі қабатын механикалық өңдеу жəне 
үгінділерін тазалау қиынға соғады. Көміртегі құрамы жоғары болаттардың қаттылығы 
артады, бірақ құралдың беріктігін төмендетеді.
Қоспалардың болаттың қасиеттеріне əсері. Көміртекті болаттардағы тұрақты қоспалар - 
марганец, кремний, күкірт, фосфор жəне жасырын – ол газдар: оттегі, азот, сутегі. Пайдалы 
қоспалар марганец жəне кремний. Олар тотықтыру үшін балқыту процесінде болатқа 
енгізіледі:
FеO + Mn → MnO + Fe; 2FеO + Si → SiO
2
+ 2Fе 
Көміртегі болатының құрамында 0,8% дейін марганец бар. Мұндай мөлшерде 
тотықтырудан басқа марганец ферритте толығымен ериді жəне оны нығайтады, болаттың 
беріктігін арттырады, сонымен қатар байланыстыра отырып күкірттің зиянды əсерін 
азайтады,
FеS + Mn → MnS + Fе 
Толығымен тотыққан көміртекті болатта 0,4% дейін кремний бар. Кремний - бұл 
пайдалы қоспа, өйткені ол болатты тиімді тотықтырады жəне ферритте толық ериді, оның 
беріктігін арттырады.
Болаттың зиянды қоспалары күкірт пен фосфор болып табылады. Болаттағы күкірттің 
негізгі көзі, шикізаты - шойын. Күкірт болаттың иілгіштігін жəне жұмсақтығын төмендетеді, 
сондай-ақ, илектеу жəне соғу кезінде болаттың қызарып-сынуын алдын ала білдіреді. Күкірт 
болатта ерімейді. Темірмен бірігіп күкірт металлда жақсы еритін темір сульфидін FeS 
құрайды. Болат құрамында марганец төмен болса, жоғары күкірт ликвациясына байланысты 
болатта жылдам балқитын эвтектика Fe-FeS (w = 988 ° C) пайда болуы мүмкін. Эвтектика 
түйіршік шекараларының бойымен орналасқан.
142 

Болат құймалар ыстық деформация температурасына дейін қыздырылған кезде, эвтектикалық 
қосындылар өздерінің сынғыштығын көрсетеді жəне белгілі бір жағдайларда олар тіпті 
балқып кетеді жəне деформацияланған кезде оларда көздер жыртылып сызаттар пайда 
болады. Марганец қызаруды жояды, өйткені марганец сульфидтері түйіршік айналасында тор 
құрмайды жəне ыстық деформация температурасынан жоғары температурада шамамен 1,620° 
C балқу температурасына ие. Сонымен қатар, басқа металл емес қосындылар сияқты 
марганец сульфидтері тұтқырлығы мен икемділігін төмендетеді, болаттың əлсіздік күшін 
азайтады. Сондықтан болаттағы күкірттің мөлшері барынша төмен болуы керек.
Күкірттің мөлшерін ұлғайту (0,2% дейін) тек қана автоматты болаттарда рұқсат 
етілмеген мақсаттарға арналған бекіткіштерді дайындау үшін қолданады. Күкірт болаттың 
өңделуін жақсартады. 
Фосфордың негізгі көзі - бастапқы шойынды ерітіп алатын руда. Фосфор - бұл ферритте 
1,2% дейін еруі мүмкін зиянды қоспалар болып табылады. Ферритте ери отырып фосфор 
оның иілгіштігін төмендетеді. Фосфор темірден кристалдық тордың түрі, атомдардың 
диаметрі жəне олардың құрылымы жағынан өте ерекшеленеді. 
Сондықтан фосфор түйіршіктер шекарасының маңында орналасқан жəне олардың 
нəзіктенуіне үлес қосып, суықта сыну температурасының шегін арттырады
. 
Жасырын қоспалар — оттегі, азот, сутегі — болатта ферриттегі қатты ерітінді түрінде, 
немесе химиялық қосылыстардың (нитридтердің, оксидтердің) бір бөлігі ретінде, немесе 
металл тесіктерінде бос күйде болуы мүмкін. Оттегі мен азоттың ферритте еруі төмен, олар 
болатты нəзік металл емес қоспалармен былғайды, бұл болаттың тұтқырлығы мен иілгіштігін 
азайтады. Сутегі қатты ерітінді түрінде болады да болаттың нəзіктігін өте арттырады. 
Сутегінің жоғары көлемі, əсіресе хромды жəне хромоникельді болаттағы құрамы ішкі 
сызаттардың - флокендердің пайда болуына əкеп соғады.
Газдардың аз ғана концентрациясының өзі болаттың қасиетіне кері əсерін тигізеді, яғни 
оның тұтқырлығы мен иілгіштік сипаттарын төмендетеді. Сондықтан ваккумдау болаттың 
қасиеттерін жақсартудағы маңызды операция болып табылады.
Бұдан басқа, көміртекті болаттарда хром, никель, мыс сияқты кездейсоқ қоспалар бар, 
олардың болуы шихтаның ластануына байланысты.
Көміртекті болаттардың жіктелуі. Көміртекті болат сапасы бойынша құрылым, өндіру 
жəне тотығуы мен сапасы бойынша жіктеледі. 

жүктеу/скачать 8,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: