Г2С, 14Г2САФ маркалы төмен қосылушы балқымалы болаттардың

Жұмыс бұзылу, 
Дж
S, % (мае.)
Сурет 7.17. төмен көміртекті 
болаттардың никельдің сыни 
температурасына қосылуының əсері
7.18. Сурет. Майда ноқатты микро қосылған 
болаттардға Шарпи үлгілерінің көлденең 
соқпаларына күкірт қоспаларының əсері
Суыққа сынғыштыққа бірден теріс əсер ететіні фосфор, күкірт, ерітілген газдар: оттегі, 
азот, сутегімен байланысты. 
Күкірттің мөлшері артып келе жатқанда, кұшті концентраторлар рөлін атқаратын 
сульфидті қосындылар саны артады. Осылайша, құйма болаттың 25 л көлеміндегі күкірт 
мөлшерінің артуы 0.02-ден 0,05% -дан 2 есе артық -40 ° C (233 К) температурада төзімділікті 
азайтады. Күкірттің мөлшерін 0,01% -ға жоғарылату суыққа сынғыштықтың шегін шамамен 
15 К-ге дейін арттырады. 
Күкірттің мөлшерін азайту парақтардың қаттылығын жылжымалылығы перпендикуляр 
бағытта ұлғайтуға мүмкіндік береді (7.18-сурет). Бұл тұтқырлық анизотропиясын азайтады. 
Құрылымында күкірт мөлшері 0,003% -дан аз болған жағдайда, созылмалы пішіндегі 
марганец сульфидтерінің қосындыларын тану қиын (тек металлографиялық). 
Фосфордың эмбриттенуі күшті сегрегация жəне асқын концентраторлар, фосфит 
эвтектикасы арқылы ноқат шекараларын байытуға əсер етеді
.
Көміртектің құрамының 
артуымен фосфордың эмбриттеу əсері артады. Фосфордың құрамының құйылмалы болат 
үшін 35 л көлеміндегі фосфор мөлшері 0,01% -ға ұлғаюы, сынғыштықтың сыни 
температурасын шамамен 20 К-ге дейін артады. Фосфордың зиянды əсері молибденмен 
қосылу есебіне айтарлықтай азайтылуы мүмкін. 
Терең десульфурация жəне дефосфорация – сынғыштыққа жоғары төзімділікті 
қамтамасыз ету үшін қажетті жағдайлар. 
Зиянды қоспалардың теріс əсері сирек кездесетін металдарды, сондай-ақ кальций мен 
цирконийді енгізу арқылы азаяды. Сирек кездесетін металдардың қоспалары суыққа 
төзімділікке оң əсерін тигізеді жəне құрылымдық болаттардың босатылуын азайтады.
281

Бұл жағдайда сирек-жер жəне сілтілік-жер металдары қатты ерітіндіге кірмейді жəне ноқат 
шекараларын ластамайды, ал зиянды қоспаларды байланыстыратын металл емес қоспаларға 
толығымен өтеді. ТМҚ-ның түрі болып табылатын бақыланатын илемдеу металлдың 
тұтқырлығын арттыруға мүмкіндік береді. Басқарылатын илемдеу температурасы төмен 
температурада жүргізілетін деформацияның соңғы сатыларында төмендеу дəрежесін қатаң 
реттейді. Басқарылатын илемдеудің əсері болат ванадий мен ниобийді микроэлементтермен 
көбейтеді. 
Монолитті 09ХГ2НФБ басқарылатын илемдеу нəтижесінде фабрикаға илектеу кезіндегі 
бақыланатын салқындату кезінде ванадий мен ниобий карбонитридінің фазалары 
диспергирленген бөлшектермен күшейтілген аз мөлшерде жұқа фракциялы ферритпен 
негізінен байнитикалық құрылымы бар.
О
о 2
> 700 МПа жəне о
в 
> 900 МПа S
5
= 20,5%; -60 ° C-
де, KCU = 104 Дж / см
2
соққыға төзімділігі, ал t 
50
= -100 ° C сынғыштықтың сыни 
температурасы. Болат жақсы дəнекерленеді жəне дəнекерленген құрылымдарда құрылыста 
жəне көлік жасауда жауапты түрде қолдануға болады. 
Автомобиль парағының жəне магистральды құбырлардың суық штамптары үшін жаңа 
болаттың класы пайдаланылуы мүмкін – температуралық арақашықтықта салқындату арқылы 
алынған екі фазалық ферритикалық мартенситикалық болаттар. 
Бірқатар елдерде компазициялық материалдар термині ретінде «дуалды құрылымды 
болаттар» термині қолданылады. Мұндай болаттар көбінесе кемінде 30% -дан кем мөлшерде 
ферритикалық матрицада күшейту фазасы (мартенсит немесе мартенсит-байнит қоспасы) 
болатын титан, ванадий немесе ниобийдің микро қосылғыштары бар төмен көміртекті 
композициялар болып табылады.
Болттар ағуының кернеуінің төменгі мəндерімен 
сипатталады (o 
0,2
/ о
в
= 0.4-0.5), жоғары кернеудің беріктендіру қарқыны жəне Баушингердің 
əсерінің аз саны. Деформациялық беріктендірудің жоғары қарқыны жарықтың таралуы 
кезінде жұтылған энергияның жоғарлауына ықпал етеді, яғни. болаттың тұтқырлығын 
арттыру. Жақсы штамптау мен сваривтіліктің арқасында, олар суық параққа жəне автокөлік 
бөліктерінің үлкен мөлшерін салуға арналған. 
Солтүстік нұсқадағы теміржол көпірлерінде 10ХСНД орнына 12Г2MФT болаты 
пайдаланылады. 12Г2MФT қалыңдығы 40 мм қалыңдығына дейін жоғары беріктігімен ғана 
сипатталмайды, сондай-ақ кең температуралық диапазондағы жоғары сыну тұтқырлығы 
бойынша да сипатталады. 
Балқытылған болаттардың суыққа төзімділігінің өсуі ерекше қиындық туғызады. 
Балқытылған болат раковиналар мен сызаттар түріндегі ақаулардың болуымен 
деформацияланумен ерекшеленеді. Балқытылған болат үлкен біріншілік ноқаттарға ие жəне 
оның ұнтақтауы қиындық тудырады. 
282

Қалыпты режимдегі жылу өңдеу құйылған металдың құрылымдық ерекшеліктерін 
толығымен жоймайды. Болаттың химиялық біртектілігін азайту үшін түпкілікті термиялық 
өңдеу алдында жоғары температурадағы гомогенизацияны жүргізу, содан кейін ауада 
салқындату қажет. Алайда мұндай операцияларды жүргізу əрдайым мүмкін емес. Массивті 
құю бөліктері кейбір жағдайларда тіпті жақсарту да қиын, олардың термиялық өңделуі əдетте 
қалыпты жағдайда ғана шектеледі. 
Алғашқы ноқаттар шекарасында оксидтер, сульфидтер жəне нитридтердің өзара 
криталиттық пленкалары құрылады, оларда сынғыш қабаттар негізгі металлға қарағанда оңай 
таралады. Қысыммен өңдеу процесінде пленкалы ақпалар жойылып, ықшамды бөлшектерге 
айналдырылады, кемінде ембриттеуге айналады. 
Балқымалы болаттардың ыстыққа төзімділігін мынадай шарттармен жақсартуға болады: 
егер жергілікті кернеулердің шыңдарын қалыптастыруға жол бермейтін біркелкі жұқа майда 
ноқаттар құрылымы құрылса; 
металлдық емес қосындылар мен перлитті компоненттерінің санын жəне мөлшерін 
азайту, сондай-ақ оларды глобуляризациялау; 
құрылымдық біртектіліктерде сегрегацияларды құра алатын зиянды қоспалардың санын 
азайту. 
Балқымалы болаттарда ноқаттардың ұнтақталуының ең перспективалы тəсілі, 
деформацияланған сияқты - ванадий, титан, ниобий, цирконий секілді карбид жасайтын 
элементтермен микроэлементтер болып табылады. Бұл элементтер болатта дисперстік 
карбидтерді немесе карбонитридтерді құрайды. Бұл жағдайда карбидтің немесе карбо-
нитридінің түрі карбидті құрайтын элементтің санына, болаттың көміртегі мен азоттың 
мөлшеріне байланысты болады. Маңыздысы сəті - аустениттегі карбидтер мен 
карбонитридтердің ерігіштігі болып табылады. Карбидтердің ерігіштігі нитридтерге 
қарағанда əлдеқайда көп. 
Балқымалы болаттар үшін ванадийдің қосылуы ең қолайлы. Ванадийдің карбонитритінің 
қалыпты температурасында Nb (C, N) жəне Ti (C, N) қарағанда аустенитке толығымен ериді, 
ноқаттың ұнтақталуын жəне дисперсиялық қатаюды қамтамасыз етеді. 
Карбонитридтердің болаттардың қасиеттеріне ең тиімді əсеріне беріктендірудің екі 
механизмін 
біріктіру 
арқылы 
қол 
жеткізеді. Ең алдымен, 
аустенитизациялау 
температурасында ерітіндіде кейіннен қатайтуға жеткілікті карбонитратты құрайтын 
элементтің санын өткізу керек. Екіншіден, фазаның белгілі бір мөлшері ерімей қалуы керек, 
ол жылыту кезінде ноқаттың өсуін тежеу үшін жəне тиімді кедергілерді жасау үшін керек.
.
Осыған байланысты, майда ноқатты болат алу үшін, екі карбо немесе нитридті құрайтын 
элементтермен қосу жүргізу қажет, онда тиісті фазалардың қатты ерітіндіге өту 
температурасы əр түрлі.
283

Балқымалы болаттарда мұндай элементтер ванадий мен алюминий болуы мүмкін. Әдеттегі 
температурада балқымалы болаттардың қалыптылығы (шамамен 950 °C) ванадидің 
карбонитридтері аустенитте ерітіледі, содан кейін дисперсиялық беріктендіріледі. Алюминий 
нитриді аустенитте ванадиді карбонитридіне қарағанда əлдеқайда жоғары температурада 
ериді, ол ноқаттың өсуін тиімдірек тоқтатады. 
Ванадий мен алюминийді біріктіріп қолданғанда, карбонитридтер немесе ванадий 
карбидтері дисперстік беріктендіру механизмін қатайтуды қамтамасыздандырады, ал 
алюминий нитридтері аустенит ноқаттарды ұнтақтауға жəне оны қыздырғандағы өсуіне жол 
бермеуге көмектеседі. 
Қосымша титан алюминий мен ванадийды бірге қоса енгізу төмен температураларда 
алюминий нитридтерінің қалыптасуының жəне алюминийлі нитридтердің шығарылуының 
алдын-алуының арқасында оң нəтиже береді. 
Болаттың суық төзімділігін арттыру үшін зиянды қоспалардың абсолютті құрамын 
азайту ғана емес, сонымен қатар олардың теріс əсерін азайту маңызды. Балқымалы 
болаттардың суық төзімділігін едəуір жақсартуға мүмкіндік беретін тиімді технологиялық 
əдіс олардың сілтілі жер металдары бар күрделі лигатурамен өңдеу болып табылады. Алайда, 
мұндай лигатуралардың күкіртсіздену жəне модифицирлеу қабілеті негізінен болаттың 
деоксидация дəрежесі бойынша анықталады. Бұл сілтілі жер металдарының оттегі мен 
күкірттің жоғары жақындығына, ал болаттың төменгі алюминийі болған жағдайда олар 
негізінен деоксидация үшін пайдаланылады. Алюминий концентрациясының жоғарылауы 
кезінде болатта оттегінің қосылған мөлшері азаяды жəне осылайша сілтілі жер металдарының 
күкіртпен өзара əрекеттесу ықтималдығы артады. 
Болатта қалған алюминий қалдығының концентрациясы 0,03% -дан аз болған кезде, 
ноқат шекаралары бойымен орналасқан металл құрылымында сульфид эвтектикалық 
пленкаларының болуына байланысты соққыға төзімділігі азаяды. Бұл жағдайда сілтілі жер 
металдар бар лиготуралық болатпен өңдеу тиімді емес, себебі оның негізгі бөлігі 
деоксидацияға жұмсалады, ал болаттың сульфидтермен ластануы іс жүзінде өзгермейді (7.19-
сурет). Сонымен қатар, металдың көлеміндегі металлды емес қоспаларды бөлу біркелкі 
сипатқа ие болады, ал болаттың жалпы ластану индексі 25 ... 30%. Енгізу мөлшері 
айтарлықтай дəрежеде азаяды (олардың болаттағы сипатты мөлшері, өңделмеген жəне 
өңделмеген лигатуралары тиісінше 3,75,8,75 жəне 1,25,6,25 мкм ). 
Кальций сульфидін қамтитын күрделі сульфидті қоспалар деоксидция өнімдерімен 
жақсы ассимиляцияланады 
284

Осыған байланысты болатта, алюминий жəне 
сілтілік-жер металдарымен деоксидталған, 
сульфид қабығындағы тұндыру тотығы 
фазасы пайда болады.
Бұл жағдайда
Al
2
O
3
алюминий оксидінің тік тұрышты пішінінің 
оксидті сегрегациясы металдың бөлігінің 
көлеміне біркелкі үлестірілген глобулярлы 
бөлшектерге айналады, бұл олардың теріс 
əсерін кернеу концентраторлары ретінде 
азайтады 

жүктеу/скачать 8,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: