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

бастап металдардың суыққа сынғыштығының табиғатын зерделеу жəне оны жою бойынша 
шаралар əзірлеу қажеттілігі өзекті болды. 
Дəнекерлеу сияқты өндірістік технологиялық процесті инженерлік практикаға 
енгізгеннен кейін дəнекерленген теміржол көпірлерінің, теңіз кемелері, мұнай 
қоймаларының, магистральдық газ құбырларының ірі апаттарының саны артты. Бұл жағдайда 
жазатайым оқиғалар жиі қысқы мезгілде жоғары ендік кезінде байқалды, бұл төмен 
температура мен желдің əсерлесуі. Сынуларды талдау көрсеткендей, іс жүзінде оқиғалардың 
жартысында дерлік дəнекерленген буындардың ақауы бар жерлерінде сынулар басталды. 
Суыққа сыну мəселесі арктиканың жəне антарктиканың аумағында дами бастады, ол жердің 
суығына байланысты ерекше өзектілікке ие болды. Қыста осы аудандардағы жабдық пен 
көлік тиімділігі күрт төмендейді.
Солтүстік өңірлердегі автокөлік ұйымдарының жұмысына 
талдау көрсеткендей, климаттық жағдайлармен байланысты қалыпты типтегі авто көліктердің 
қызметі қалыпты климаттық аймаққа қарағанда 2 есе қысқарылған, сондай-ақ көлік 
аппараттары мен сынулар, климаттық шарттарына байланысты 25% -ына дейін көліктерді 
реттен шығарған. Сібірде тау экскаваторларының қыс айларында сыну саны 5 - 7 есеге 
артады. Бұл жағдайда, тоқтағаннан кейін көліктерді іске қосу кезеңі өте қауіпті. 
Соңғы жылдары суыққа төзімді көліктер жасаудың жылдам дамуы, кондиционерлер мен 
криогенді жабдықтардың өндірісі тəн. 
Криогенді технологияны дамытуға ынталандыру ғарыштық жəне ядролық 
бағдарламаларды енгізу болды. Криогендіктің түрлі шаруашылық жəне ғылыми салаларда 
үлкен перспективаларға ие. Төмен температуралық технологияларды одан əрі дамытудың 
маңызды факторы - бұл жағдайларда жұмыс істеуге жарамды материалдарды жасау болып 
табылады. 
Суыққа төзімді жəне криогенді жабдықты жобалау жəне өндіру төмен температураларда 
материалдардың сыпаттамаларын терең білуге, материалдардың жұмыс істеуі мен ұзаққа 
төзімділігін бағалаудың сенімді əдістеріне, материалдарды іріктеуге арналған ғылыми 
негізделген ұсыныстарға негізделуі керек. 
Төмен температурадағы қызмет ерекшелігі - материалдың икемділік пен тұтқырлығына 
қойылатын талаптарды күшейту. Әдетте, ең төменгі жұмыс температурасы тұтқырлықты 
сынғыш өтудің температурасы бойынша анықталады, онда тұтқырлық айтарлықтай аз 
мəндерге түседі. Әртүрлі конструкторлық жəне технологиялық факторлардың, бөлшектердің 
мөлшері, қалдық кернеулердің деңгейі, көліктер мен құрылымдардың сенімділігі бойынша 
кернеу мен жүктеме жағдайының түрлері сандық бағалаудың күрделілігі белгілі бір 
жағдайларда жұмыс жасау материалдарды пайдалану үшін нормативтік ұсыныстарды 
жасауды қиындатады. 
Төмен температураларда қолданылатын металл материалдардың суыққа төзімділігі 
шартты түрде төрт негізгі топқа бөлінеді 
276

Бірінші топқа металдар мен қорытпалар кіреді, олардың механикалық қасиеттерінің 
сипаттамалары оларды -60 °C-қа дейінгі температурада, яғни төмен климаттық 
температурада, солтүстік өнімді деп аталатын өнімдер өндіру үшін - феррит жəне перлит 
кластарының ККО торымен жоғары сапалы көміртекті жəне қосылған болаттар кіреді.
Екінші топ құрамында 170 К (-103 °С) дейін көміртегі мөлшері 0,2 ... 0,3% болатар, 
құрамында никель, хром, титан, молибден қосылған, мысалы, төмен көміртекті ферритті 2,5% 
никельден тұратын 210,150 К (-63,123 ° С) температурада қолданылатын болаттар, көміртегі 
бар болаттарға тұтқырлық пен иілгіштікті сақтайтын қорытпалар жатады,. 
Үшінші топқа қасиеттері нашарламайтын 77 К (-196 °C - сұйық азоттың қайнау нүктесі) 
температурасына дейін қабілетті қорытпалар жатады, - 12Х18Н10Т, 0Н9А түріндегі болат, 
қсрытпалардың көпшілігі алюминий, титан, мыс негізіндегі болаттар, сыныққа бейімділігі 
байқалмайтынын көрсетеді. Жүктелген құрылымдар үшін никельді үнемдеу мақсатында
10Х14Г14Н4Т (ЭИ711), 03Х13АГ19 (ЧС36), 07Х21Г7АН5 (ЭП222) типіндегі Cr-Mn жəне Cr-
N-Mn болаттар қолданылады. 
Төртінші топқа 77 К температурасынан төмен температурада жұмыс істейтін 
қорытпалар, ғарыш технологиясында қолданылатын материалдар, сутегі өндіру жəне тұтыну, 
эксперименталды физика кіреді. Мүндай температураларда жұмыс істеуге тек 03Х20Н16АГ6, 
10Х11Н23Т3МР (ЭП33) типті коррозияға төзімді жоғары қосылған болаттар, кейбір қола, 
никель, магниймен қосылған, алюминий қорытпалары жəне титан қорытпалары жарайды.
Болат төмен температураларда жұмыс істейтін механизмдерді, машиналар мен 
конструкцияларды өндіруге арналған негізгі құрылымдық материал болып табылады. Осы 
шарттарға арналған болаттар жоғары тұтқырлық пен икемділікпен қажетті беріктікті 
қамтамасыз етуі керек, күштік концентраторларға төмен сезімталдықты жəне сынғыш 
ақаулардың төмен үрдісін қамтамасыз етуі керек. 
Оңтайлы құрылымға суыққа төзімді болатты таңдау əрдайым жанжалға қойылатын 
талаптар жүйесі арасында ымыраға келу болып табылады: жоғары беріктігі жəне қажетті 
тұтқырлығы мен икемділігі. 
Температура төмендеген сайын, болаттың беріктік сипаттамалары өседі, ал тұтқырлығы 
мен икемділігі төмендейді. Сондықтан, осы жағдайларда жұмыс істеу үшін болатты таңдаған 
кезде, анықтаушы факторлар максималды жұмыс температурасында - əдетте бөлме 
температурасында, тұтқырлығы мен икемділігінде - ең төменгі температурада болуын қарау 
қажет. Суыққа төзімді құрылымдарда, сондай-ақ тоңазытқыш жəне криогендік машина 
жасауда пайдаланылатын болаттардың механикалық қасиеттері мен өнімділігі көптеген 
факторларға байланысты.
Оларға
, ең алдымен, кристалдық тордың түрлері, ноқат мөлшері 
жəне оның шекараларының күйі, 
277

қоспаларды қосу кезіндегі элементтердің құрамы, металлдық емес қосындылардың пішіні 
мен өлшемдері кіреді. Сутегі құрамының артуы болаттың сынғыштығын арттырады. 
Дəнекерлеу ноқаттың өсуіне жəне қосымша гидрирлеуге əсер етеді, ол дəнекерлемемен 
қосылған суыққа сынғыштықты арттырады. Сонымен қатар, дəнекерлеу кезінде қыздыру 
ноқат шекарасындағы фазалық қайта құрулар мен қоспаларды үлкейте алады, ол сондай-ақ 
болаттың сынғыштығын арттырады. 
Белгілі бір қиындық - қажетті икемділік пен тұтқырлық деңгейін таңдау. Дизайн 
стандарттарына суыққа төзімді құрылымдарға, қысымға арналған ыдыстарға, құбырларға 
жəне басқа да тоңазытқыш жəне криогенді жабдықтарға арналған материалдардың əрбір түрі 
үшін ұсынылатын температура диапазоны көрсетіледі. Ең төменгі жұмыс температурасы 
тұтқырлықты сынғыш өтудің температурасы бойынша анықталады, онда тұтқырлық күрт 
төмендейді. 
Қазіргі уақытта төмен температураларда жұмыс істеу үшін материалдардың 
жарамдылығы туралы деректерді жүйелендіру жоқ. Бұл əртүрлі құрылымдық жəне 
технологиялық факторлардың (бөлшектердің мөлшері, қалдық кернеулер деңгейі, жүктеу 
шарттары, күш жағдайының түрі жəне т.б.) төмен температураларда жұмыс істейтін 
машиналар мен құрылымдардың сенімділігіне əсер етуінің сандық түсіндірілуінің 
күрделілігімен түсіндіріледі. 
Иілгіштік 
жəне тұтқырлық құрылымдық есептеулерге кірмейді жəне сапалық 
көрсеткіштер болып табылады. Иілгіштік металлдың қалдықты деформацияға ұшырау 
қабілетін сипаттайды жəне олардың шоғырлану аймақтарында кернеулерді қайта бөледі, ал 
тұтқырлық - сынған жағдайда сыртқы күштердің жұмысын сіңіру мүмкіндігі. Кəдімгі көлік 
жасауда егер 8%> 15% болған жағдайда, əдетте икемділік қанағаттанарлық деп есептеледі. 
Сонымен қатар, 20...77 К температурасында, хром-никель аустенитикалық болаттар 8%> 40% 
ие болса, ал аустениттық диспенсерлік-қаттылататын болаттары - тек 8%> 10% болса да, 
болаттың екі түрі де жұмыс істей алады. 
Тиімділіктің кеңінен танылған критериясы - кеспелі үлгілердің соққыға беріктігі. 
Әртүрлі елдерде тұтқырлықтың əртүрлі қолайлы деңгейі қабылданған.
Шетелде, əдетте, егер
KCV соқпаклы тұтқырлығы болса, 10 x 10 x 55 мм үлгілерінде анықталған төзімділігі кеспе 
радиусы 0,25 мм (Ширпи үлгісі) бар болса, əдетте, 20 ДЖ/ см2 құрайды. Ресейде KCV> 30 
ДЖ /см
2 
(KCU> 40 ДЖ / см 
2
) қолайлы мəнін орнататын жиі қолданылатын 1 мм кеспелі 
радиусын қолданады. 

жүктеу/скачать 8,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: