Дәріс. Болаттарды өндіру түрлері, азкөміртекті, беріктігі көтеріңкі, беріктігі жоғары болаттар

Термиялық ө ң деу

Легирлендіруден басқ а болаттың беріктік жә не деформациялық қ асиеттерін термиялық ө ң деу арқ ылы едә уір кө теруге болады. Температура мен қ ыздыру-суыту ережесі ә серлерінен болаттың қ ұ рамы жә не легирлендіруші компоненттердің ерігіштігі ө згереді.

Бірың ғ айлау (нормализация) термиялық ө ң деудің ең бір жең іл тү рі болып табылады. Мұ нда прокат аустенит пайда болатын температурағ а дейін қ айта қ ыздырылады, сонан соң ауада суытылады. Бірың ғ айлағ аннан кейін болаттың қ ұ рылымы ретке келеді, ішкі кернеулері жойылады. Осының арқ асында прокатталғ ан болаттың беріктік пен пластикалық қ асиеттері жә не соқ қ ы тұ тқ ырлығ ы жақ сарылады.

Легирлендірілген болатты термиялық ө ң деу жолымен аса берік болат алынады.

Металл қ ұ ралымдарда қ олданылатын болатты ө ндіру тү рлері

Металл қ ұ ралымдарда қ олданылатын болат екі тә сілмен ө ндіріледі – мартен пештерінде жә не ү стінен оттекпен ү рлеп тұ ратын конверторларда. Осы екі тә сілдермен ө ндірілген болаттардың сапасы мен механикалық қ асиеттері бірдей. Бірақ оттек-конверторлы болатты ө ндіру оң айлау жә не арзандау келеді.

Электрометалургияның дамуына байланысты қ ұ рылыстық болатты электропештерде қ орыту кө лемі ө сіп келеді. Мұ ндай болат кү кірт пен фосфорлардан аса тазалығ ымен ерекшеледі.

Балқ ығ ан металғ а атмосферадан ілінген газдардың теріс ә серін жою ү шін оны қ ышқ ылдандырады (раскисляют). Қ ышқ ылдану дә режесі бойынша болаттар қ айнағ ыш, жартылай тынық жә не тынық деп ажыратылады.

Қ ышқ ылдандырылмағ ан балқ ығ ан болат, сауыттарғ а (изложницаларғ а) бө ліп қ ұ йғ ан кезде газдардың шығ уына байланысты, қ айнап тұ рады. Мұ ндай болат қ айнағ ыш деп аталады. Оның газдармен ластануы тым кө п жә не ескіруге (старение) кедергісі нашар болады.

Кө міртекті болаттың сапасын жоғ арлату ү шін оғ ан 0, 12-0, 3% кремний немесе 0, 1%-ғ а дейін алюминий қ осып қ ышқ ылдандырады. Кремний, алюминийлер еріген оттекпен қ осылып, оның зиянды ә серін азайтады, яғ ни болаттың сапасы мен механикалық қ аиеттерін кө тереді.

Қ ышқ ылдандырылғ ан болат сауыттарғ а бө ліп қ ұ йғ анда қ айнамайды, сондық тан олар тынық деп аталады. Тынық болаттың қ ұ рамы біртекті (однородна) болады, жақ сылау пісіріледі, динамикалық ә серлер мен морт сынуғ а кедергісі жоғ ары келеді. Мұ ндай болаттар динамикалық жә не статикалық ә серлерге ұ шырайтын жауапты қ ұ ралымдарды ә зірлегенде қ олданылады. Бірақ та тынық болат қ айнағ ышына қ арағ анда 12%-ғ а қ ымбат тұ рады, сондық тан оның қ олдануына шек қ ойылғ ан. Жартылай тынық болат сапасы бойынша тынық пен қ айнағ ыш болаттардың арасындағ ысы болып табылады. Ол мө лшері аздау кремниймен (0, 05-0, 15%), анда-санда алюминиймен қ ышқ ылдандырылады. Қ ұ ны бойынша да жартылай тынық болат ортаң ғ ысы болып келеді.

Прокаттағ ан кезде металл сығ ылады, тү йірлері майдаланады, олардың прокатқ а бойлай жә не кө лденең бағ ыттары ө згереді. Бұ л жайлар металдың механикалық қ асиеттеріне ә серін тигізеді. Сондық тан мө лшерлік қ ұ жаттарда болаттың механикалық қ асиеттері прокаттардың пішініне, оның қ алың дығ ына жә не болаттың тү ріне байланысты бө лек-бө лек берілген.

Дағ дылы беріктіктегі азкө міртекті болаттар

Болат ү ш топ бойынша жеткізіледі:

А-тобы – кепілденген механикалық қ асиеттерімен;

Б-тобы - кепілденген химиялық қ ұ рамымен;

В-тобы - кепілденген механикалық қ аиеттерімен жә не химиялық қ ұ рамымен.

Қ ұ рылыс конструкцияларында (қ ұ рылымдарында) «В»-тобымен жеткізілген болат қ олданылыды, себебі қ ажетті беріктігін қ амту ү шін механикалық қ асиеттеріне кепілдік керек, ал жақ сы дә некерленуі мен пластикалы болуы ү шін химиялық қ ұ рамына кепілдік керек.

Азкө міртекті болат қ айнағ ыш, тынық, жартылай тынық тү рлерінде ө ндіріледі. Оларғ а С235, С245, С255, С275, С285 болаттар жатады.

Беріктігі кө терің кі болаттар

Беріктігі кө терің кі болаттарды азкө міртекті болатты термиялық ө ң деумен немесе легирлендірумен алуғ а болады.

Термиялық ө ң делген азкө міртекті С245Т, С375Т болаттар маркасы Ст3 қ айнағ ыш, тынық, жартылай тынық болаттарды термиялық ө ң деу арқ ылы алынады. Қ айнағ ыш болаттың қ қ ұ рамы ә ртекті (неоднородный) болғ андық тан металл конструкциялар ү шін тынық жә не жартылай тынық болаттарды пайдаланғ ан дұ рыс деп саналады.

Марганец, кремний, хром, никель, мыс, ванадий енгізумен беріктігі кө терің кі тө менлегирленген болат алыныды. Оларғ а С345, С375, С390 болаттар жатады. Кейбір осындай болаттар қ осымша термиялық ө ң делінеді. Мысалы, С375Т болат. Легирлендіруші элементтерді іріктеу арқ ылы жақ сы дә некерленуі қ амтылады. Мұ ндай болаттардың беріктік сипаттамалары кө терің кі болуының арқ асында металл 20-25%-ғ а дейін ү немделінеді.

Атмосфера ә серіне тұ рақ ты болаттар

Болаттың коррозиялануына тұ рақ тылығ ын кө теру ү шін оны хроммен, никельмен, мыспен легирлендіріледі.

Атмосфера ә серіне ұ шырайтын конструкцияларда фосфор қ осылғ ан болаттар ұ тымды келеді. Мұ ндай болаттардың бетіне жұ қ а тотығ у ү лпегіпайда болып, металды коррозияның дамуынан қ орғ айды. Бірақ та фосфоры бар болаттардың дә некерленуі нашарлайды. Бұ лардың қ атарына С345К болат жатады.

Кө тергіш жә не қ орғ ауыш міндеттерін бірге атқ аратын конструкциялар ү шін жұ қ а прокатталғ ан хромды (хромистий) болат тиімді келеді.

Беріктігі жоғ ары болат

Беріктігі жоғ ары болат легирлендіруге қ оса термиялық ө ндеу арқ ылы алынады. Олардың ақ қ ыштық шегі 400 МПа-данасады. Мысалы С440, С590 болаттар.

Термиялық ө ң делген болаттарды пісірген кезде, біркелкі қ ыздырылмай тез суығ андығ ының арқ асында, пісірілмелі қ осылыстардың тү рлі аймақ тарында ә рқ андай қ ұ рылымдық (структурные) ө згерістері пайда болады. Осы себептен бір бө ліктерінің қ ұ рылымы шынығ ып беріктігі мен морттылығ ы кө терілсе, екіншісінде беріктігі кемиді жә не пластикалығ ы кө бееді. Пісірілген жік маң айындағ ы болат беріктігінің тө мендеуі 5-30% -ғ а дейін жетеді. Бұ л жағ дай пісірілетін қ ұ ралдарды жобалағ ан кезде ескерілуі керек.

Болат қ ұ рамына карбид тудыратын молибден, ванадий ең гізумен беріктігі тө мендету ә серін азайтуғ а болады.

Азкө міртекті болат қ ұ ралымдарына карағ анда аса берік болатты қ олдану аркасың да болатты 25-30% ү немдеуге болады.

Негізгі ә дебиет: 5 [10-12].