Ազոտի ազդեցությունը պողպատի որակի վրա. Չժանգոտվող պողպատը ազոտով լեգիրելու մեթոդ. Պողպատների հիմնական կառուցվածքային դասերի բնութագրերը. Պողպատի որակի բարելավման հիմնական ուղիները

Պողպատում այն ​​տարրերի բացակայության դեպքում, որոնք բարձր ջերմաստիճաններում նիտրիդներ են կազմում (Ti, Al, Zr, V), α-Fe-ի առաջացումից հետո լուծույթից ազոտն արտազատվում է երկաթի նիտրիդների (Fe2N, Fe4N) ներդիրների տեսքով։ , Fe8N): Այս տեղումները սառչելուց հետո կարող են երկար տևել, և քանի որ դրանք հիմնականում տեղի են ունենում ցածր ջերմաստիճանի դեպքում, տեղումները ցրվում են (մոտ 10-3 մկմ չափերով): Երկաթի նիտրիդների ցրված ներդիրները տեղակայված են բյուրեղագրական հարթությունների երկայնքով և, խանգարելով տեղաշարժերի շարժմանը, առաջացնում են մետաղի չափազանց փխրունություն։ Դրա հետևանքն է ազդեցության ուժի նվազումը և հարաբերական նեղացումը՝ կարծրության և ամրության միաժամանակյա աճով:

Ինչպես նաև երկաթի նիտրիդների արտազատումը, ազդեցության ուժի նվազումը մեծանում է պողպատե արտադրանքի երկարատև պահեստավորման կամ շահագործման դեպքում՝ հասնելով նվազագույնի 20-40 օր հետո, հետևաբար նկարագրված երևույթը կոչվում է ծերացում: Ծերացումը կարող է արհեստականորեն արագացվել, եթե կարծրացած երկաթը կամ պողպատը ենթարկվում են սառը պլաստիկ դեֆորմացման, ինչը մեծացնում է պինդ լուծույթի տարրալուծման արագությունը և երկաթի նիտրիդների արտազատումը: Ծերացման արդյունքում ազդեցության ուժը կարող է նվազել չորսից վեց անգամ, ուստի ծերացման միտումը պողպատի թերությունն է: Այն բնորոշ է ցածր ածխածնային պողպատին, որը չօքսիդացված է ալյումինով կամ վանադիումով։

Ազոտի ազդեցությունը պողպատի մեխանիկական հատկությունների վրա ներկայացված է Նկար 3-ում:

Նկար 3 - Ազոտի ազդեցությունը պողպատի մեխանիկական հատկությունների վրա

Պողպատին այն տարրերի ավելացումը, որոնք բարձր ջերմաստիճանում ազոտը կապում են նիտրիդների հետ, վերացնում է պողպատի ծերացման միտումը: Նման տարրերը հետևյալն են.

• 1) ալյումին, որը ձևավորում է նիտրիդներ հիմնականում պնդացման ժամանակ և պինդ մետաղում մինչև?-Fe-ի?-Fe-ի փոխակերպման ջերմաստիճանը.
• 2) վանադիում և ցիրկոնիում, որոնք բյուրեղացման ժամանակ ձևավորում են նիտրիդներ.
• 3) տիտան, որը հեղուկ պողպատում և բյուրեղացման ժամանակ ձևավորում է նիտրիդներ։

Առավելագույն կիրառություն է ստացել ալյումինը, որը լայնորեն օգտագործվում է որպես դօքսիդացնող միջոց։ Ազոտի և ալյումինի սովորական կոնցենտրացիաների դեպքում պինդ մետաղում ձևավորվում են նիտրիդներ։ Այնուամենայնիվ, այս նիտրիդների ընդգրկումները, առանձնանալով ավելի բարձր ջերմաստիճանում, երկու-երեք կարգով մեծ են երկաթի նիտրիդների ընդգրկումներից, հետևաբար դրանք նման ազդեցություն չունեն տեղաշարժերի շարժման վրա և չեն առաջացնում ծերացում:

Այսպիսով, ալյումինով օքսիդազերծված հանգիստ պողպատը հակված չէ ծերացման: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ ալյումինով օքսիդազերծված պողպատում կարող է նկատվել ազդեցության ուժի նվազում: Սա արտահայտվում է ազոտի և ալյումինի բարձր պարունակության դեպքում (օրինակ՝ 0,01% N և 0,2% Al), երբ մետաղում ձևավորվում է միջգրանուլային կոտրվածք՝ անցնելով առաջնային ավստենիտի հատիկի սահմաններով։ Նման կոտրվածքի առաջացումը պայմանավորված է հատիկների միջև կապի թուլացմամբ՝ դրանց սահմանների երկայնքով ալյումինի նիտրիդային ներդիրների տեղումների հետևանքով, և դա վկայում է մետաղի հատկությունների վատթարացման մասին։

Ամփոփելով վերը նշված բոլորը, պողպատում ազոտի ավելցուկ պարունակությունը հանգեցնում է զիջման և առաձգական ուժի նվազմանը, բացի այդ, դա ցածր ածխածնային պողպատների ծերացման էական պատճառ է: Էլեկտրական վառարաններում արտադրվող պողպատը պարունակում է 0,008-0,012% ազոտ։ Քանի որ ազոտը դժվար հեռացվող աղտոտվածություն է, դրա բացասական ազդեցությունը կարող է չեզոքացվել՝ ներմուծելով նիտրիդ ձևավորող տարր՝ բարձր ամրության նիտրիդներ ստանալու համար: Այս դեպքում, առաջին հերթին, ձեռք է բերվում պողպատների ճկուն հատկությունների աճ: Այնուամենայնիվ, ազոտի վնասակար ազդեցությունը նվազագույնի հասցնելու համար ցանկալի է ստանալ պողպատ, որի պարունակությունը այս տարրի 0,004%-ից պակաս է:

Ազոտը սովորաբար ներմուծվում է պողպատի մեջ 1,5-ից մինչև 7,0% ազոտ պարունակող ազոտավորված ֆեռոհամաձուլվածքների (ֆեռոխրոմ, ֆերոմանգան) տեսքով։
Ազոտի առավելագույն կլանումը կազմում է մոտ 0,3%: Ավելի բարձր ազոտի պարունակությամբ պողպատ ձեռք բերելու փորձերը հանգեցրին գազային պատյանների կողմից ձուլվածքների կորստի: Հեղինակների ուսումնասիրություններում ազոտը ներմուծվել է ազոտային մանգանի տեսքով։ Փորձարարական ջերմությունների քիմիական բաղադրությունը և մետաղի գազերի քանակը բերված են Աղյուսակում: մեկ.

Մետաղի կողմից ազոտի յուրացման աստիճանը ցածր պարունակության դեպքում կազմում էր մուտքի մոտ 70%-ը: Ներածված ազոտի քանակի ավելացմամբ, դրա յուրացման աստիճանը նվազում է մինչև 55% (pl. M3) և ավելի ցածր:
Ազոտի հետ համաձուլումը տալիս է պողպատի ելքի ուժի մի փոքր աճ և հարաբերական երկարացման և նեղացման արժեքների նվազում (Աղյուսակ 2):

Ազոտի ավելացված քանակով պողպատի միկրոկառուցվածքի բնույթը գրեթե չի փոխվել։
Ստանդարտ խազերով նմուշների վրա որոշված ​​հարվածի ուժը փորձարկման բոլոր ջերմաստիճաններում ավելի ցածր է, քան նորմալ քանակությամբ ազոտ ունեցող նմուշների համար (նկ. 1):
Ազոտի ավելացող պարունակությամբ պողպատի մաշվածության դիմադրությունը մեծանում է մոտ 10-15%-ով: Մետաղի կորուստը մեկ փորձարկման ցիկլի համար (70 հազար պտույտ պտտվող շփման հետ 10% սայթաքումով, P = 70 կգ) հալված նմուշների P1-ի համար կազմում է 1,04 գ; լողազգեստներ M1 - 0,81 գ և լողազգեստներ:

Պողպատի մեջ որոշակի տարրերի ներմուծմամբ, օրինակ՝ վանադիում, քրոմ և այլն, երկաթի մեջ ազոտի լուծելիությունը մեծանում է ավելի մեծ չափով, քան մանգանի ներմուծմամբ:
Դրա շնորհիվ պողպատի մեջ, բացի ազոտային մանգանից, 9,0% ազոտ պարունակող ազոտային քրոմ ներմուծելիս հնարավոր եղավ մետաղում պահել 57 սմ3 / 100 գ ազոտ: Պողպատի կողմից ազոտի «յուրացման» աստիճանը կազմում է 36%: Ձուլված նմուշների մակերեսը հարթ չէր, թեև մետաղի ողջ ծավալը դեռ չուներ գազային պատյաններ։
Այս խմբի նմուշների քիմիական բաղադրությունը տրված է Աղյուսակում: 3.
Մանգանային պողպատում քրոմի և ազոտի միաժամանակյա առկայությունը բարենպաստորեն ազդում է մեխանիկական հատկությունների (Աղյուսակ 4) և միկրոկառուցվածքի վրա: Օստենիտի հատիկի չափը կրճատվում է մինչև թիվ 4-6:
Ինչպես հետևում է աղյուսակից. 4, ազոտը և քրոմը մանգանային պողպատում զգալիորեն մեծացնում են զիջման ուժը և առաձգական ուժը՝ չնվազեցնելով պողպատի ճկունությունը:

Բոլոր փորձարկման ջերմաստիճաններում ազդեցության ուժը նույն մակարդակի վրա է, ինչ միայն ազոտով համաձուլված նմուշների համար (նկ. 2):
Պողպատի մաշվածության դիմադրությունը, երբ համաձուլվում է ազոտի և քրոմի հետ միասին, աճել է մոտ 15%-ով, համեմատած նույն պայմաններում փորձարկված սովորական մանգանային պողպատի հետ, այսինքն՝ պարզվել է, որ այն ոչ ավելին է, քան երբ պողպատը համաձուլվել է միայն ազոտով:

Գործարաններից մեկում լաբորատոր ուսումնասիրությունների արդյունքների հիման վրա իրականացվել է երկու հալոց և փորձնական միջուկներ ձուլվել մանգանային պողպատից՝ ազոտի և քրոմի հավելումներով: Միջուկների քիմիական բաղադրությունը տրված է աղյուսակում: 5.
Թիվ 1 նախահալվածքը դեօքսիդացվել է վառարանում մինչև մանգանի օքսիդի և երկաթի օքսիդի պարունակությունը համապատասխանաբար 8,1 և 2,0%: Պողպատի մեջ ազոտային մանգանի տեսքով 0,043% ազոտ է մտցվել շերեփի մեջ մետաղի ալյումինով նստեցնող օքսիդացումից հետո։
Վակուումային հալման մեթոդով որոշված ​​պատրաստի միջուկի ազոտի պարունակությունը կազմել է 0,033%: Հետևաբար, ազոտի կլանումը կազմել է մոտավորապես 70%: Պողպատի իրական ազոտի պարունակությունը հավանաբար ավելի բարձր է եղել, քանի որ սովորական մեթոդներով վերլուծությունը միշտ թերագնահատում է մանգանի անկայունության և նմուշից արտազատվող գազերի հետ քիմիական միացություններ մտնելու ունակության պատճառով:

Թիվ 2 ջերմային մետաղը վառարանում մինչև թողարկումը մանգանից բացի համաձուլվել է նաև ֆերոքրոմի հետ: Ալյումինով շերեփի մեջ դօքսիդացումից հետո պողպատին ավելացվել է ազոտային մանգան, որը պարունակում է 6,0% ազոտ: Յուրաքանչյուր փորձնական հալոցքից ձուլվել են P50 տիպի 1/11 տիպի չորս միջուկներ և հավաքվել խաչեր, որոնք շահագործման են հանձնվել տարբեր երկաթուղիների վրա։
Արևմտյան Սիբիրյան երկաթուղում սահմանվել է միջուկների համակարգված մոնիտորինգ, և վերահսկման չափումների տվյալները տարեկան ստացվում են Կենտրոնական հետազոտական ​​ինստիտուտի կողմից: Միաժամանակ դիտարկվել է զանգվածային արտադրության բարձր մանգանային պողպատե միջուկով հսկիչ գորտ, որի շահագործման պայմանները նման են եղել փորձարարական գորտերի պայմաններին։
Բազմաթիվ գործառնական դիտարկումները ցույց են տվել, որ բարձր մանգանային պողպատի միջուկը ամենաինտենսիվ մաշվում է 20 մմ լայնությամբ հատվածում:
Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ փորձնական խաչերի մաշվածության բնույթը չի փոխվել ստանդարտ արտադրական խաչերի համեմատ (ամենաինտենսիվ մաշվածությունը նկատվել է նաև շահագործման առաջին շրջանում), սակայն մաշվածության արագությունը պարզվել է, որ ավելի ցածր է, և ծառայության ժամկետը. միջուկներն ավելացել են:
Զանգվածային արտադրության հսկիչ սարդը դուրս է եկել ծառայությունից՝ նրա միջով 152,9 մլն մ շարժվող բեռ անցնելուց հետո։ Այս մաշվածության դիմադրությունը միջինից մի փոքր բարձր է: Երկու փորձարարական խաչեր 134,2 և 216,8 մլն տոննա բեռ անցնելուց հետո վազքուղուց հանվել են։ Առաջինը հանվել է ոչ թե մաշվելու, այլ պաշտպանիչ ճեղքի պատճառով։ Մյուս երկու խաչերը, որոնցից մեկը բեռնափոխադրել է ավելի քան 200 միլիոն տոննա բեռ, շահագործվում են և վերահսկվում են։
Աշխատանքի արդյունքները ցույց են տվել, որ ազոտի ավելացված քանակություն պարունակող ավստենիտիկ մանգանային պողպատից պատրաստված փորձնական միջուկները կարող են ավելի մեծ քանակությամբ շարժվող բեռ անցնել մինչև առավելագույն թույլատրելի մաշվածություն՝ համեմատած ստանդարտ կազմի G13L պողպատից պատրաստված միջուկների հետ:

25.11.2019

Յուրաքանչյուր ժամանակակից մարդ վաղ թե ուշ պետք է որոշի, թե որտեղ դնել համակարգչային գրասեղանը: Մենք գնահատում ենք բնակարանի ազատ տարածքը և առաջ ենք գնում՝ ընտրել մոդել, ...

25.11.2019

Հարցը, թե որտեղ դնել գորգերը բնակարանում, ոչ պակաս կարևոր է, քան ճիշտ գորգ ընտրելու ունակությունը։ Այս հոդվածը ձեզ կպատմի, թե ինչպես դա անել…

25.11.2019

Յուրաքանչյուր արդյունաբերությունում, որտեղ արտադրվում են հեղուկ կամ մածուցիկ արտադրանք՝ դեղագործություն, կոսմետիկա, սննդամթերք և քիմիական նյութեր՝ ամենուր...

25.11.2019

Մինչ օրս հայելու ջեռուցումը նոր տարբերակ է, որը թույլ է տալիս ջրի պրոցեդուրաներից հետո պահպանել հայելու մաքուր մակերեսը տաք գոլորշուց: Շնորհիվ...

25.11.2019

Շտրիխ կոդը գրաֆիկական խորհրդանիշ է, որը պատկերում է սև և սպիտակ գծերի կամ այլ երկրաչափական ձևերի փոփոխությունը: Այն կիրառվում է որպես մակնշման մաս ...

25.11.2019

Երկրի բնակելի տների շատ սեփականատերեր, ովքեր ցանկանում են իրենց տանը ստեղծել առավել հարմարավետ մթնոլորտ, մտածում են, թե ինչպես ճիշտ ընտրել բուխարիի համար վառարան, ...

25.11.2019

Ինչպես սիրողական, այնպես էլ պրոֆեսիոնալ շինարարության մեջ պրոֆիլային խողովակները շատ տարածված են: Նրանց օգնությամբ նրանք կառուցում են, որոնք ունակ են դիմակայել ծանր բեռներին ...

24.11.2019

Անվտանգության կոշիկները աշխատողի սարքավորումների մի մասն են, որոնք նախատեսված են ոտքերը ցրտից, բարձր ջերմաստիճանից, քիմիական նյութերից, մեխանիկական վնասվածքներից, էլեկտրականությունից և այլն պաշտպանելու համար...

UDC 669.14.018.8

Օ.Ա. Տոնիշևա1, Ն.Մ. Վոզնեսենսկայա1

ԱԶՈՏՈՎ ՀԱՄԱԴՐՎԱԾ ԲԱՐՁՐ ԱՄՐՈՒԹՅԱՆ ԿՈՐՈԶԻԱԴԻՄԱՆ ՊՈՂՊԱԹՆԵՐ (ՀԱՄԵՄԱՏԱԿԱՆ ՎԵՐԼՈՒԾՈՒԹՅՈՒՆ)*

Համարվում են խոստումնալից բարձր ամրության կոռոզիոն դիմացկուն պողպատներ՝ համաձուլված ազոտով, ներառյալ ազոտի բարձր պարունակությամբ պողպատները, որոնք մշակվել են վերջին տարիներին FSUE VIAM-ում, ինչպես նաև IMET RAS-ի հետ համատեղ: Ա.Ա. Բայկովը։ Նկարագրված են այդ պողպատների և դրանց եռակցված հոդերի մեխանիկական, կոռոզիոն և տեխնոլոգիական հատկությունները, ինչպես նաև դրանց արտադրության մեթոդները: Բացահայտված են կոռոզիոն դիմացկուն ազոտ պարունակող պողպատների համաձուլման սկզբունքները. ցուցադրվում է դրանց մեխանիկական հատկությունների համալիրի մեծացման հնարավորությունը՝ օգտագործելով բարձր ջերմաստիճան ջերմամեխանիկական մշակումը (HTMT):

Բանալի բառեր՝ կոռոզիակայուն պողպատներ, ազոտ, հատկություններ:

Հոդվածում դիտարկվում են հեռանկարային բարձր ամրության կոռոզիոն դիմացկուն պողպատներ՝ համաձուլված ազոտով, ներառյալ ազոտային պողպատների ավելացված պարունակությունը, որոնք մշակվել են FSUE «Ավիացիոն նյութերի AN-ռուսական գիտահետազոտական ​​ինստիտուտում», ինչպես նաև մետալուրգիայի և նյութագիտության ինստիտուտի հետ համատեղ: տարիներ։ Նկարագրված է այս պողպատների և դրանց եռակցման մեխանիկական և կոռոզիոն հատկությունները, ինչպես նաև դրանց արտադրության մեթոդները: Բացահայտվել են կոռոզիակայուն ազոտային պողպատների համաձուլման սկզբունքները և ցուցադրվել է բարձր ջերմաստիճանային ջերմամեխանիկական մշակման միջոցով դրանց հատկությունների բարձրացման հնարավորությունը։

Բանալի բառեր՝ կոռոզիակայուն պողպատներ, ազոտ, հատկություններ:

Ռուսաստանի Դաշնության «Ավիացիոն նյութերի համառուսաստանյան գիտահետազոտական ​​ինստիտուտ» դաշնային պետական ​​ունիտար ձեռնարկություն.

Էլ. [էլփոստը պաշտպանված է]

* Ա.Բ. Շալկևիչ.

Ներածություն

Ժամանակակից ինքնաթիռների օդանավերի շրջանակը բարդ կառուցվածք է, որի կրող տարրերի արտադրության համար պահանջվում են բարձր տեխնոլոգիական, լավ եռակցված պողպատներ՝ բարձր ամրությամբ և հուսալիությամբ:

Բարձր ամրության կոռոզիոն դիմացկուն պողպատներ օգտագործվում են տարբեր նպատակներով ինքնաթիռի օդանավերի շրջանակի որոշ մասերի արտադրության համար՝ որպես պահանջվող պարամետրերի համար ամենահարմար նյութեր: Որպես բարձր ամրության կորոզիայի դիմացկուն պողպատներ օդակայանի և վայրէջքի սարքերի ուժային մասերի համար, լայնորեն օգտագործվում են VNS-5 պողպատները St ~ 1500 ՄՊա, VNS-2 և EP817՝ St > 1225 ՄՊա-ով:

Սակայն ավիացիայի զարգացման նոր մակարդակի հասնելը հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե այս արդյունաբերությունը ապահովվի նոր նյութերով։ Դիզայներների կողմից քաշը, մասերի և հավաքույթների չափերը նվազեցնելու պահանջները հանգեցնում են կոռոզիոն պողպատների ամրությունը բարձրացնելու ուղիների որոնմանը՝ միաժամանակ ապահովելով բարձր հուսալիության բնութագրերը շահագործման ընթացքում:

Գործողության ընթացքում արտադրանքի ծառայության ժամկետը մեծացնելու, ինչպես նաև դրանց արտադրության արժեքը նվազեցնելու ուղիներ գտնելու համար խնդիր էր դրված ստեղծել այնպիսի հատկություններ ունեցող պողպատներ, որոնք գերազանցում են հայտնի առևտրային օգտագործվող պողպատների հատկությունների մակարդակը:

Խոստումնալից են կոռոզիակայուն քրոմ-նիկելային պողպատները՝ մարտենզիտային և տրանս-

դասակարգեր, որոնք համաձուլված են ածխածնի և ազոտի հետ և ունեն մեխանիկական և կոռոզիոն հատկությունների լավագույն համադրություն՝ համեմատած նմանատիպ ածխածին պարունակող պողպատների հետ։ Ազոտը, ինչպես ցանկացած ինտերստիցիալ տարր, մեծացնում է նյութերի ամրության հատկությունները, սակայն ազոտ պարունակող պողպատներն ունեն բավականին բարձր պլաստիկ հատկություններ, որոնք անընդունելի են բարձր ամրության նյութի համար:

Ներկայումս հետազոտություններ են իրականացվում ավստենիտիկ դասի կոռոզիակայուն ազոտ պարունակող քրոմ-նիկելային պողպատների վրա։ Ազոտ չպարունակող պողպատների համեմատ՝ ազոտ պարունակող պողպատներն ունեն ամրության բարձրացում (2535%-ով), մինչդեռ պահպանելով ճկունության բարձր արժեքներ (5>50%, y>70%):

Աուստենիտիկ ազոտ պարունակող պողպատների շրջանակը բավականին լայն է. սա տրանսպորտային ճարտարագիտություն, նավաշինություն, բժշկություն և քիմիական արդյունաբերություն է:

Ազոտի՝ որպես համաձուլվածքային տարրի դրական ազդեցությունն այն է, որ այն հանգեցնում է կուտակման անսարքությունների էներգիայի նվազմանը, ավստենիտի գոյության շրջանի ընդլայնմանը, դելտա-ֆերիտի գոյության շրջանի նեղացմանը, որը փխրեցնում է պողպատը, ինչպես նաև նվազեցնում է քանակը։ տարրեր, որոնք կայունացնում են ավստենիտը (ածխածին և նիկել): Բացի այդ, ազոտը պողպատների լեգիրման համար օգտագործվող ամենաէժան տարրն է:

Աղյուսակ 1

Անցումային դասի բարձր ամրության կոռոզիոն դիմացկուն պողպատների համեմատական ​​մեխանիկական հատկությունները (միջին արժեքներ)

VNS-65 (0.18-0.20)/(0.07-0.09) VNS-5 (0.11-0.16)/(0.05-0.10) AM-355 (ԱՄՆ)

ավ, ՄՊա 1700 1550 1550

a0.2, ՄՊա 1300 1200 1250

85, % 15-20 18 12

KSU, J/cm2 (gn=0,25 մմ) 65 90 23

Կ, ՄՊա 145 175 86

MCU (N=2 105 ցիկլ)՝ atah, MPa, ժամը K 1,035 1,7 2,2 970 765 600 450 -

Սթրեսային կոռոզիա a = 980 ՄՊա (KST-35)՝ խափանման ժամանակը trr, տարի >1 >1 -

աղյուսակ 2

VNS-73 և EP817 բարձր ամրության կոռոզիակայուն մարտենզիտային պողպատների մեխանիկական հատկությունները

Հատկություններ Պողպատի հատկությունների արժեքները (ածխածնի/ազոտի պարունակություն, %)

VNS-73 (0.08-0.12)/(0.05-0.10) EP817 (0.05-0.08)/(-)

ավ, ՄՊա >1375 >1225

a0.2, ՄՊա 1200 930

KST, J/cm2 65 70

K1s, MPa 145 175

MCC՝ atah, MPa (N=2 105 ցիկլում; K=2.2) 608 490

MPa h.sv 1250 1078

MCC՝ N *, ցիկլ (atth=735 ՄՊա) >200 103 (50-80) 103

Սթրեսային կոռոզիա* a=980 ՄՊա (KST-35)

*Եռակցված միացումներ, որոնք պատրաստված են ArDES եռակցման միջոցով 08Kh14N7KVM-VI («KVM») լցանյութով առանց հետագա կարծրացման ջերմային մշակման:

VIAM-ը աշխատանքներ է իրականացրել մի շարք բարձր ամրության պողպատների ստեղծման ուղղությամբ, որոնք պարունակում են ազոտ՝ որպես համաձուլվածքային տարր։

Բարձր ամրության կոռոզիակայուն ազոտ պարունակող եռակցված պողպատ VNS-65 (18Kh13N4K4S2AMZ) պատկանում է անցումային դասի պողպատներին, ունի 1700 ՄՊա ամրություն և միևնույն ժամանակ բարձր ճեղքերի դիմադրություն (K1s = 145 ՄՊա - Um) և հոգնածության դիմադրություն ( atax = 600 ՄՊա, ^2-105 ցիկլերում, K=2.2): Նման բնութագրերը հնարավոր է եղել ձեռք բերել ածխածնի և ազոտի դոպինգի շնորհիվ՝ տվյալ ընդհանուր տոկոսով, ինչպես նաև սիլիցիումով և կոբալտով։ VNS-65 պողպատի քիմիական բաղադրությունը ընտրված է այնպես, որ կարծրացումից հետո ջերմային մշակումից հետո կառուցվածքը բաղկացած է 80-85% մարտենսիտից, 20-15% մնացորդային ավստենիտից և առանց դելտա-ֆերիտի: Մեխանիկական հատկությունների բարձր համալիրը հնարավորություն է տալիս օգտագործել VNS-65 պողպատը օդանավերի շրջանակի և վայրէջքի սարքերի կարևոր ծանրակշիռ մասերի արտադրության համար:

Ներկայումս VNS-65 պողպատը օգտագործվում է սնուցման մասերի արտադրության մեջ հինգերորդ սերնդի T-50 արտադրանքում, որը մշակվել է OAO Sukhoi Design Bureau-ի կողմից: Steel VNS-65-ը չունի նմանակներ ինչպես Ռուսաստանում, այնպես էլ արտերկրում (Աղյուսակ 1):

Եռակցված պողպատե հոդերի ջերմային բուժումը նպաստում է կառուցվածքի հավասարեցմանը, որը բնութագրվում է եռակցումից հետո հացահատիկի անհավասար չափերով:

Որոշ դեպքերում շատ խնդրահարույց է բարդ բարակ թերթիկ խոշոր չափերի եռակցված կառույցների ջերմային բուժումը լայնական կտրվածքի մեծ տարբերությամբ: Այս խնդիրը լուծելու համար ստեղծվել է բարձր ամրության կոռոզիակայուն պողպատ VNS-73 (10Kh13N4K4M3S2A), որը եռակցումից հետո պարտադիր ջերմային մշակում չի պահանջում։

Պողպատի VNS-73-ի քիմիական բաղադրությունը մշակվել է նմանատիպ նպատակի լայնորեն օգտագործվող EP817 (06Kh14N6D2MBT) պողպատի քիմիական բաղադրության հիման վրա: Այս պողպատի հավելյալ համաձուլումը ազոտի, սիլիցիումի և կոբալտի հետ հնարավորություն տվեց ձեռք բերել ավելի բարձր ամրության և հուսալիության բնութագրիչներով նյութ (հոգնածության ճաքերի աճի արագություն և ցածր ցիկլի հոգնածության դիմադրություն) ինչպես եռակցված, այնպես էլ ոչ եռակցված մասերի (Աղյուսակ 2): Steel VNS-73-ը նախատեսված է օդանավերի ուժային մասերի արտադրության համար, որոնք երկար ժամանակ աշխատում են -70-ից +200°C ջերմաստիճանի պայմաններում բոլոր կլիմայական պայմաններում: Պողպատ VNS-73-ը լավ եռակցվում է արգոն-աղեղային եռակցման միջոցով (ArDES) հավելումներով և առանց հավելումների, եռակցումից հետո այն չի պահանջում պարտադիր ջերմային մշակում:

Մարտենզիտային և ավստենիտ-մարտենզիտային դասերի վերը նշված պողպատներում ազոտի պարունակությունը, որը կարող է լուծվել պինդ լուծույթում, չի գերազանցում 0,10%-ը: Դրա քանակի ավելացում

Այս ցուցանիշից գերազանցող հատկությունները հնարավորություն են տվել պողպատներ մշակել նոր Cr-Ni-N համաձուլվածքային համակարգով, առանց թանկարժեք և սակավ տարրերի՝ կոբալտի և մոլիբդենի: Ֆիզիկական և մեխանիկական հատկություններով նման պողպատները չեն զիջում ավանդական լեգիրման համակարգի պողպատներին։

Ազոտի բարձր պարունակությամբ պողպատներից մեկը (0,12-0,13%) բարձր ամրության, կոռոզիակայուն, տնտեսապես համաձուլված պողպատ VNS-74 (05Kh16N5AB) մարտենսիտային դասի է, որը մշակվել է FSUE VIAM-ում՝ IMET RAS-ի անունով: Ա.Ա. Բայկովը ամրացումների արտադրության համար:

Մեքենաշինության արդյունաբերության մեջ ամրացումների (պտուտակներ, ընկույզներ և այլն) արտադրության համար, ներառյալ բարդ ձևերը և փոքր չափերը, օգտագործվում է սառը վերնագրի մեթոդը, ինչը հնարավորություն է տալիս արտադրել արտադրանք, որոնք գործնականում չեն պահանջում հետագա հաստոցներ: Այս մեթոդը մասերին ապահովում է որակ, հուսալիություն և ամրություն՝ պահպանելով մասերում մանրաթելերի ճիշտ դասավորությունը: Բացի այդ, վերնագրի համար ջեռուցման բացակայությունը թույլ է տալիս ստանալ մասերի ավելի ճշգրիտ չափսեր և ավելի մաքուր մակերեսով:

Սառը խանգարման գործընթացը կախված է բազմաթիվ գործոններից, որոնցից հիմնականներն են դեֆորմացման ենթարկված նյութի պլաստիկությունը, քիմիական կազմը, մեխանիկական հատկությունները, հատիկի չափը:

Ներկայումս սառը վերնագրով հնարավոր է ձեռք բերել ամրացումներ բարձր ամրության կոռոզիակայուն SN-2A (07X16H6) պողպատից՝ sv=1177 ՄՊա և sr=686 ՄՊա: Պողպատե VNS-74-ը, որը մշակվել է սառը դեֆորմացիայի արդյունքում ստացված խափանող ամրացումների արտադրության համար, ունի ավելի բարձր ամրության բնութագրեր (Աղյուսակ 3) և ավելի արտադրելի է:

VNS-74 պողպատից «Նորմալ» ԲԲԸ-ում պատրաստված ամրացումների մեխանիկական հատկությունների ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ բարձր ամրության դեպքում մասերն ունեն բարձր պլաստիկություն և զգայուն չեն 6 աստիճանի անհամապատասխանության նկատմամբ: Պողպատե VNS-74-ը խորհուրդ է տրվում աշխատելու համար -70-ից +200°C ջերմաստիճանում բոլոր կլիմայական պայմաններում:

Մշակվել է կոռոզիակայուն տնտեսապես համաձուլված պողպատ VNS-72 (15Kh14N4GAM), որը պարունակում է մինչև 0,14-0,15% ազոտ, որը, ի լրումն բարձր ամրության պարամետրերի (sv = 1750 ՄՊա), առանձնանում է բարձր ճկունությամբ, հուսալիությամբ և ճեղքվածքով։ դիմադրություն. Պողպատը պատկանում է ավստենիտիկ-մարտենզիտային (անցումային) դասին, կարծրացել է ազոտի և ածխածնի ~ 0,30% ընդհանուր պարունակության շնորհիվ։

Չնայած ազոտի բարձր պարունակությանը, VNS-72 պողպատը լավ եռակցվում է արգոն-աղեղային եռակցման միջոցով հավելումով, ունի ազդեցության ուժի բավարար արժեքներ ինչպես սենյակում, այնպես էլ բացասական ջերմաստիճաններում «եռակցման + ջերմային մշակման» վիճակում.

Աղյուսակ 3

Տնտեսապես համաձուլված պողպատի VNS-74 և CH-2A պողպատի մեխանիկական հատկություններ

Հատկություններ Պողպատի հատկությունների արժեքները (ածխածնի/ազոտի պարունակություն, %)

VNS-74 (0.03-0.07)/(0.12-0.14) CH-2A (0.07)/(-)

ov, MPa 1400 1177

a0d, MPa 1200 880

Ծռ, ՄՊա 950 686

a_1, ՄՊա (¥=107 ցիկլ) 730 540

ընդմիջմանը 53900 36554

կտրվածքով 46305 33722

Աղյուսակ 4

VNS-72, VNS-5 և VNS-43 պողպատների մեխանիկական հատկություններ

Հատկություններ Պողպատի հատկությունների արժեքները (ածխածնի/ազոտի պարունակություն, %)

VNS-72 (0.14-0.16)/(0.14-0.16) VNS-5 (0.11-0.16)/(0.05-0.10) VNS-43 (0, 16-0.21)/(0.04-0.09)

s, MPa 1750 1470 1570

Оо,2, ՄՊա 1350 1200 1225

KСV, J/cm2 (gn=0,25 մմ) 80 90 70

SRTU՝ d//dN, մմ/կցիկլ (DC=31 ՄՊա Լ) 0,22 0,30 0,25

Կի, ՄՊա Լ 145 175 130

MCC՝ atah, MPa (Ab2-105 ցիկլում; K=2.2) 700 400 500

Rv.sv, MPa (ELS + ջերմային բուժում) 1600 1400 1600

Աղյուսակ 5

Ազոտ պարունակող պողպատի VNS-53PD և 12Kh18N10T և VNS-2 պողպատների համեմատական ​​մեխանիկական հատկությունները (խողովակների համար)

Հատկություններ Պողպատի հատկությունների արժեքները (ածխածնի/ազոտի պարունակություն, %)

VNS53-PD (<0,08/0,5) 12Х18Н10Т ВНС-2

ov, MPa 980 600 880

o0.2, ՄՊա 780 280 686

o.1, ՄՊա 400 220 320

Հավելում 08X14N7KVM-VI -

KSUSCH ° " = 76,5 J / սմ 2, KSUSCHV = 74 J / սմ 2

KCVL+I20IЯ հալման հետ =95 J/cm2;

Հավելում VNS-72 -

KSUSCHV «=60 J/cm2, KSUSCH°=50 J/cm2

հալման գիծ

Պողպատե VNS-72-ը նախատեսված է օդանավերի շրջանակի կրող մասերի, վայրէջքի սարքերի, ամրացնող սարքերի արտադրության համար՝ զանգվածային արտադրության VNS-5 և VNS-43 պողպատների փոխարեն: VNS-72 պողպատի մեխանիկական հատկությունները և

նաև VNS-5 և VNS-43 սերիական պողպատները ներկայացված են աղյուսակում: չորս.

VNS-72 պողպատը լավ դեֆորմացվում է տաք վիճակում մինչև 80% նվազման աստիճանով, առանց ճաքելու, ինչը հնարավորություն է տալիս օգտագործել բարձր ջերմաստիճանի ջերմամեխանիկական մշակման (HTMT) մեթոդը՝ մեխանիկական և կոռոզիոն հատկությունները բարելավելու համար՝ առաջացման պատճառով: մասնատված ենթակառուցվածք։ HTMT-ի օգտագործման ժամանակ պողպատը 50-70% դեֆորմացիայի դեպքում զգայուն չէ կոռոզիայից ճաքերի նկատմամբ աղի ցողման խցիկում (KST-35)՝ 980, 880 և 780 ՄՊա կիրառական լարումների դեպքում, նմուշները դիմակայում են փորձություններին առանց ոչնչացման > 1 տարի: . Հատված ենթակետ

կառուցվածքը նաև նպաստում է հոգնածության ձախողման դիմադրության բարձրացմանը:

Ածխածնի և ազոտի միջոցով կարծրացած բարձր ամրության կոռոզիակայուն պողպատները սովորաբար հալեցնում են բաց ինդուկցիոն կամ աղեղային վառարաններում, որին հաջորդում է էլեկտրախարամների վերաձուլումը (ESR): Վակուումային հալեցումը, ինչպես նաև հետագա վակուումային աղեղը կամ էլեկտրոնային փնջի վերահալումը կտրուկ նվազեցնում են պողպատում ազոտի պարունակությունը:

Մարտենզիտային կամ ավստենիտիկ-մարտենզիտային դասի պողպատներում ազոտի լուծելիությունը առանց ձուլման հատուկ մեթոդների կիրառման կազմում է ~0,10%: Այնուամենայնիվ, երբ պողպատները լեգիրում են ազոտի լուծելիությունը բարձրացնող տարրերով (Cr, Mn և այլն), երբ հալվում են մինչև օպտիմալ փուլային բաղադրությունը` պահանջվող մեխանիկական հատկությունները ստանալու համար, ազոտի լուծելիությունը մեծանում է` մինչև 0,15% պողպատներում: անցումային դաս (պողպատե VNS-72) և մինչև 0,13% մարտենզիտի դասի պողպատներում (պողպատե VNS-74) խիտ ձուլակտորներ ստանալու համար:

Աուստենիտիկ պողպատների կառուցվածքը հնարավորություն է տալիս դրանք համաձուլել մեծ քանակությամբ ազոտի հետ՝ շնորհիվ y-Fe ցանցում նրա ատոմների բարձր լուծելիության։ Բացի այդ, կոռոզիակայուն պողպատներում >12% քրոմի առկայությունը նպաստում է ազոտի լուծելիության բարձրացմանը:

Բարձր ճնշում, հիդրավլիկ հեղուկի անսեղմելիություն, ճնշման տատանումներ - այս ամենը ավելացնում է պահանջները խողովակաշարերի վրա: Այս առումով, խողովակաշարերի արտադրության նյութը պետք է ունենա ուժ և կոշտություն, բարձր արտադրություն, որպեսզի հնարավոր լինի հեշտությամբ կատարել մասի անհրաժեշտ թեքությունները և հուսալիորեն դիմակայել թրթռումների (փոփոխական բեռների) գործողությանը: Մասերի զանգվածը նվազեցնելու և ամրության և հուսալիության բնութագրերը բարելավելու անհրաժեշտությունը հանգեցրեց նոր նյութի ստեղծմանը, որն առավելություն ունի նմանատիպ նպատակի պողպատների նկատմամբ:

Ավիացիոն խողովակաշարերում օգտագործվել է ավստենիտիկ պողպատ 12Kh18N10T՝ >550 ՄՊա առաձգական ուժով, ինչպես նաև VNS-2 մարտենսիտ դասի պողպատ՝ >880 ՄՊա առաձգական ուժով։ Պողպատե VNS-2-ը կարծրացումից հետո ջերմային մշակումից բաղկացած է մարտենսիտից, մնացորդային ավստենիտից և ծերացման ընթացքում նստվածքային փուլերից: Բարձր կարծրության պատճառով այս փուլերը, ինչպես նաև պողպատի մեջ առկա ոչ մետաղական ներդիրները սթրեսային խտացուցիչներ են, որոնք բարակ պատերով խողովակներում կարող են հանգեցնել դրանց վաղաժամ խափանման:

Բարձր ամրության կոռոզիակայուն ավստենիտիկ պողպատ VNS-53 (08Kh21G11AN6) ունի բարձր ազոտի պարունակություն (մինչև 0,5-0,6%) և ունի ուժ >980 ՄՊա: Այս պողպատը մշակվել է որպես նյութ օդանավերի բարձր ճնշման հիդրավլիկ համակարգերի բարակ պատերով խողովակաշարերի համար, որոնք գործում են բոլոր կլիմայական պայմաններում ավիացիոն հիդրավլիկ հեղուկների հետ շփման մեջ՝ -70-ից +300°C ջերմաստիճանում:

VNS-53 պողպատը, ի լրումն ամրության բնութագրերի, գերազանցում է անալոգային պողպատներին դիմացկունության առումով՝ պահպանելով լավ ճկունություն և արտադրական ունակություն (Աղյուսակ 5):

Նշված է աղյուսակում: 5, VNS-53 պողպատի մեխանիկական հատկությունների համալիրը ձեռք է բերվում ավստենիտիկ մատրիցայի կարծրացման շնորհիվ՝ այս տարրերի տվյալ գումարի համար ածխածնի և ազոտի հետ միաժամանակ համաձուլման միջոցով: Պողպատե կառուցվածքում չկա դելտա ֆերիտ, որի ձևավորումը հեշտացվում է քրոմի բարձր պարունակության դեպքում: Դելտա ֆերիտի քանակի կրճատումը հնարավոր է նիկելի պարունակության ավելացմամբ։ VNS-53 պողպատում դելտա-ֆերիտի տեղումները ճնշվում են ազոտի կողմից՝ որպես ավստենիտ ձևավորող տարր, որը մասամբ փոխարինում է նիկելին։

Եզրակացություն

Պողպատների կարծրացումը ազոտով մինչև 0,10% հասնում է ածխածնի, ազոտի, ինչպես նաև այլ տարրերի, ինչպիսիք են սիլիցիումը, կոբալտը և մոլիբդենը (VNS-73, VNS-65 պողպատներ):

Ազոտ պարունակող բարձր ամրության կոռոզիոն դիմացկուն պողպատների ձուլումն իրականացվում է բաց ինդուկցիոն կամ աղեղային վառարանում, որին հաջորդում է ESR:

Ազոտի բարձր պարունակությամբ պողպատները (>0,10%) պահանջում են ճնշված վառարաններում հալման հատուկ մեթոդ կամ քիմիական և ֆազային կազմի ռացիոնալ հաշվարկ, ինչը նպաստում է ազոտի պահպանմանը պինդ լուծույթում:

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

1. Կաբլով Է.Ն. Զարգացման ռազմավարական ուղղություններ

նյութեր և տեխնոլոգիաներ դրանց մշակման համար մինչև 2030 թվականը //Ավիացիոն նյութեր և տեխնոլոգիաներ. 2012. №S. էջ 7-17։

2. Կաբլով Է.Ն. Ժամանակակից նյութերը նորարարության հիմքն են

Ռուսաստանի ռացիոնալ արդիականացում // Եվրասիայի մետաղներ. 2012. №3. էջ 10-15։

3. Կաբլով Է.Ն. ՎԻԱՄ. Հիմնական ուղղությունը

ra // Գիտություն և կյանք. 2012. Թիվ 6. էջ 14-19։

4. Տոնիշևա Օ.Ա., Վոզնեսենսկայա Ն.Մ., Էլիսեև Է.Ա., Շալկևիչ Ա.Բ. Նոր բարձր ամրության տնտեսապես համաձուլված ազոտ պարունակող պողպատ, բարձր հուսալիության //Ավիացիոն նյութեր և տեխնոլոգիաներ. 2012. №S. էջ 84-88։

5. Վ.Վ.Բերեզովսկայա, Մ.Վ.Կոստինա, Է.Վ.Բլինով և Բոբրո-

va B.E., Bannykh I.O. Ջերմային մշակման ազդեցությունը բարձր ազոտային ավստենիտիկ կոռոզիակայուն պողպատների կառուցվածքի վրա 04Kh22AG17N8M2F և 07Kh20AG9N8MF // Մետաղներ. 2009. Թիվ 2. էջ 61-68։

6. Բլինով Է.Վ., Խադիեւ Մ.Ս. կառուցվածքի ուսումնասիրություն և

04Kh22AG15N8M2F և 05Kh19AG10N7MBF կոռոզիակայուն բարձր ազոտային պողպատների մեխանիկական հատկությունները // Մետաղներ. 2009. Թիվ 2. էջ 93-99։

7. Berezovskaya V.V., Bannykh O.A., Kostina M.V., Bli-

nov E.V., Shestakov A.I., Savray R.A. Ջերմային մշակման ազդեցությունը բարձր ազոտային ավստենիտիկ կոռոզիակայուն պողպատի կառուցվածքի և հատկությունների վրա 03Kh20AG11N7M2 // Մետաղներ. 2010. №2. էջ 34-44։

8. Տեղադրողներ Յու.Ի., Բլինով Վ.Մ. Կառուցվածքային և

05Kh20AG10N3MF բարձր ազոտային պողպատի փուլային փոխակերպումներ ջերմային ազդեցության տակ // Մետաղներ. 2012. Թիվ 1. էջ 72-79։

9. E. V. Blinov, V. F. Terent’ev, and D. V. Prosvirnin, Bli-

nov V.M., Bakunova N.V. Կոռոզիոն դիմացկուն ազոտ պարունակող ավստենիտիկ պողպատի ցիկլային ուժ 05Kh22AG15N8MF վերաձգման տակ // Մետաղներ. 2012. Թիվ 1. էջ 80-87։

10. Նաումենկո Վ.Վ., Շլյամնև Ա.Պ., Ֆիլիպով Գ.Ա. Ազոտ տարբեր համաձուլվածքների ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատներում // Մետալուրգ. 2011. №6. էջ 46-53։

11. Կորոլյով Մ.Լ. Ազոտը որպես լեգիրող տարր պողպատում: Մոսկվա: Մետալուրգիզդատ. 1961, էջ 4։

12. Աուստենիտիկ-մարտենզիտային դասի բարձր ամրության կոռոզիակայուն պողպատ. 2164546 Ռոս. Ֆեդերացիա; հրապարակ. 27.03.2001թ.

13. Լուկին Վ.Ի., Բանաս Ի.Պ., Կովալչուկ Վ.Գ., Գոլև Է.Վ. Բարձր ամրության ցեմենտավորված պողպատի արգոն-աղեղային զոդում VNS-63 // ՎԻԱՄ-ի վարույթ. 2013. Թիվ 8. Արվեստ. 01 (viam-works.ru):

14. Բարձր ամրության կոռոզիակայուն մարտենզիտային պողպատ և դրանից պատրաստված արտադրանք՝ Պատ. 2291912 Ռոս. Ֆեդերացիա; հրապարակ. 11/10/2005.

15. Բարձր ամրության կոռոզիոն դիմացկուն պողպատ. 2318068 Ռոս. Ֆեդերացիա; հրապարակ. 21.11.2005թ.

16. Մոկրինսկի Վ.Ի. Հեղույսների արտադրություն սառը դարբնագործությամբ: Մոսկվա: Մետալուրգիա. 1978. 71 էջ.

17. Միսոժնիկով Վ.Մ., Գրինբերգ Մ.Յա. Սառը վերնագրի տեխնոլոգիա. Մոսկվա: Մաշգիզ. 1951. 310 էջ.

18. Բարձր ամրության կոռոզիակայուն պողպատ և դրանից պատրաստված արտադրանք՝ Պատ. 2214474 Ռոս. Ֆեդերացիա; հրապարակ. 20 հոկտեմբերի, 2003 թ.

19. Տոնիշևա Օ.Ա., Վոզնեսենսկայա Ն.Մ., Էլիսեև Է.Ա., Շալկևիչ Ա.Բ. Ավելացված հուսալիության նոր բարձր ամրության տնտեսապես համաձուլված ազոտ պարունակող պողպատի հետազոտություն // MSTU im. Ն.Է. Բաուման. 2011. Թիվ SP2. էջ 17-20։

20. Լուկին Վ.Ի., Վոզնեսենսկայա Ն.Մ., Կովալչուկ Վ.Գ., Գոլև Ե.Վ., Սամորուկով Մ.Լ. Բարձր ամրության կոռոզիակայուն պողպատի եռակցում VNS-72 // Եռակցման արտադրություն. 2012. Թիվ 10. էջ 31-35։

21. Տոնիշևա Օ.Ա., Վոզնեսենսկայա Ն.Մ., Շալկևիչ Ա.Բ., Պետրակով Ա.Ֆ. Բարձր ջերմաստիճանի ջերմամեխանիկական մշակման ազդեցության ուսումնասիրություն ազոտի բարձր պարունակությամբ անցումային դասի բարձր ամրության կոռոզիակայուն պողպատի կառուցվածքի, տեխնոլոգիական, մեխանիկական և կոռոզիոն հատկությունների վրա //Ավիացիոն նյութեր և տեխնոլոգիաներ. 2012. №3. էջ 31-36։

22. Վ.Է.Պանին, Է.Ն.Կաբլով, Վ.Ս.Պլեշանով, Վ.Ա.Կլիմենով, Յու.Ֆ.Իվանով, Յու., Նեխորոշկով Օ.Ն., Լուկին Վ.Ի., Սապոժնիկով Ս.Վ. Ուլտրաձայնային ցնցումների բուժման ազդեցությունը բարձր ամրության պողպատի VKS-12 եռակցված հոդերի կառուցվածքի և հոգնածության դիմադրության վրա // Ֆիզիկական մեզո-մեխանիկա. 2006. V. 9. No 2: էջ 85-96։

23. Մարկովա Է.Ս., Յակուշևա Ն.Ա., Պոկրովսկայա Ն.Գ., Շալկևիչ Ա.Բ. VKS-180 մարագինգ պողպատի արտադրության տեխնոլոգիական առանձնահատկությունները // ՎԻԱՄ-ի վարույթ. 2013. Թիվ 7. Արվեստ. 01 (viam-works.ru):

24. Շչերբակով Ա.Ի., Մոսոլով Ա.Ն., Կալիցև Վ.Ա. VNS-32-VI բերիլիում պարունակող պողպատի ստացման տեխնոլոգիայի վերականգնում // ՎԻԱՄ-ի վարույթ. 2014. Թիվ 5. Արվեստ. 01 (viam-works.ru):

25. Ռազուվաև Է.Ի., Կապիտանենկո Դ.Վ. Ջերմամեխանիկական մշակման ազդեցությունը ավստենիտիկ պողպատների կառուցվածքի և հատկությունների վրա // ՎԻԱՄ-ի նյութեր. 2013. Թիվ 5. Արվեստ. 01 (viam-works.ru):

Նույնիսկ ավելի բարձր մակարդակներում, որոնց կարելի է հասնել ազոտով հարուստ ֆերոքրոմի ավելացման միջոցով, պողպատը հակված է ազոտային գազ արտանետելու, երբ պնդանում է: Հետևաբար, փուչիկներից լիովին զերծ ձուլվածքներում ազոտի պարունակությունը կարող է հասցվել միայն մինչև 0,1 - 0,15%: Ազոտի այս ավելացումը կիսաֆերիտիկ քրոմային պողպատին հանգեցնում է ֆերիտի կառուցվածքային բաղադրիչի կրճատման և որոշ հանգամանքների ամբողջական անհետացման: Նույնիսկ մոտ 30% Cr պարունակող ֆերիտիկ պողպատներում, համապատասխան ջերմաստիճանում տաքացնելիս կարող է առաջանալ α → γ մասնակի փոխակերպում: Օստենիտի այս ձևավորման հետևանքը բարձր ջերմաստիճաններում հացահատիկի աճի միտումի նվազումն է, ինչը հատկապես կարևոր է եռակցման մեջ: Այս կերպ, ֆերիտիկ քրոմ պողպատի ձևավորված ձուլվածքներ կարելի է ձեռք բերել նաև նուրբ հացահատիկի կառուցվածքով:

15-18% Cr-ով կարծրացող և ժանգոտվող քրոմ պողպատներում, օրինակ՝ 18% Cr և 0,5-2% Ni-ով ծովի ջրի դիմացկուն պողպատներում, 0,2% N 2-ի ավելացումը կարող է փոխարինել 2% Ni-ին, որն ավելացվել է բարելավումների միջոցով:

Ազոտի ազդեցությունը որպես համաձուլվածքային տարր քրոմային պողպատներում, բացի պինդ լուծույթի վրա ազդեցությունից, բաղկացած է նաև քրոմի արդյունահանումից՝ քրոմի նիտրիդների ձևավորման պատճառով:

Ազոտն ընդլայնում է γ շրջանը և նվազեցնում է սառեցման կրիտիկական արագությունը, ուստի այն կարող է ներմուծվել ավստենիտիկ պողպատի մեջ՝ որպես փոխարինող այլ այստենիտիկ ձևավորողների, ինչպիսին է նիկելը: Այսպիսով, 18% Cr-ով և 8% Ni-ով պողպատին ազոտի ավելացումը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել Ni-ի պարունակությունը մինչև մոտ 4%, եթե միևնույն ժամանակ ազոտի պարունակությունը բարձրացվի մինչև 0.2-0.3%: Նման համաձուլվածքների կառուցվածքը, ինչպես ցույց է տրված Նկար 12-ում, գրեթե ամբողջությամբ բաղկացած է ավստենիտից: Նույնը վերաբերում է ազոտի քրոմ-մանգանային կամ մանգանային պողպատի և քրոմի, մանգանի և նիկելի համապատասխան համաձուլվածքների ներմուծմանը:

Ազոտի ավելացված պարունակությամբ բոլոր ավստենիտային համաձուլվածքների ուշագրավ առանձնահատկությունը զիջման ուժի բարձրացումն է, ինչպես երևում է աղյուսակ 2-ից: Ելքի ուժի և առաձգական ուժի աճը տեղի է ունենում ոչ միայն սենյակային, այլև բարձր ջերմաստիճաններում: Նիտրիդների արտազատումը ջերմակայուն պողպատներում և համաձուլվածքներում, որոնք հիմնված են նիկել - քրոմ, կոբալտ - քրոմ - նիկել և այլն, հատկապես արժեքավոր են 700 - 800 ° C ջերմաստիճանի համար, քանի որ այս դեպքում համաձուլվածքի ջերմակայունությունը մեծանում է: առանց զգալի փխրունության:

Երբ բարձր քրոմի համաձուլվածքները օգտագործվում են ազոտով հարուստ մթնոլորտներում կամ բարձր ճնշման մաքուր ազոտում բարձր ջերմաստիճանի սպասարկման համար, ազոտը կլանում է մակերեսային շերտը: Ազոտի նման կլանումը երկար ազդեցության ժամանակ կարող է հանգեցնել մակերեսային շերտում այնպիսի բարձր պարունակության, որ պողպատը դառնում է փխրուն՝ մազային ճաքերի առաջացման արդյունքում (օրինակ՝ պողպատը 18% Cr, 10% Ni և 2% Mo) .

Ազոտի բարձր քիմիական հարաբերակցությունը տարբեր տարրերի, ինչպիսիք են ալյումինը, տիտանը, ցիրկոնիումը, ինչպես նաև վանադիումը, հնարավորություն է տալիս օգտագործել նիտրիդային մասնիկները կառուցվածքը մաքրելու համար:

Ազոտը բարելավում է կոռոզիոն դիմացկուն քրոմ-նիկելի և, հատկապես, քրոմ-մանգանային և ֆերիտիկ քրոմ պողպատների դիմադրությունը միջհատիկային կոռոզիայից:

աղյուսակ 2. Ազոտի ավելացումով ավստենիտիկ քրոմ-նիկելային և քրոմ-մանգանային պողպատների կազմը և մեխանիկական հատկությունները:

Ամփոփելով ազոտի օգտագործման տվյալները՝ որպես համաձուլվածքային տարր, հատկապես չժանգոտվող և ջերմակայուն (մասշտաբակայուն) պողպատներում, կարելի է ասել հետևյալը. բարելավելու ունակությունը և կարող է փոխարինել սովորական նիկելի հավելումները 0,5 - 2% չափով: Ավելի քան 18% Cr պարունակող կիսաֆերիտիկ և ֆերիտիկ պողպատում ազոտը հանգեցնում է ավստենիտի ձևավորմանը և փոխակերպվող կառուցվածքային բաղադրիչի քանակի ավելացմանը, և, հետևաբար, պողպատի հակումը դեպի կոպիտ հատիկներ նվազում է: Օստենիտիկ քրոմ-նիկելի և քրոմ-մանգանի համաձուլվածքներում ազոտը մեծացնում է ավստենիտի կայունությունը և կարող է մասամբ փոխարինել նիկելին. միևնույն ժամանակ բարձրանում են զիջման և առաձգական ուժը, ինչպես նաև մեխանիկական հատկությունները տաքացնելիս: Ազոտը, այլ համաձուլվածքային տարրերի հետ միասին, կարող է մաքրել ձուլածո համաձուլվածքների հացահատիկը: Հատկապես նկատելի է հացահատիկի մաքրումը ազոտի ազդեցության տակ գերտաքացման նկատմամբ զգայուն պողպատներում:

Տեխնոլոգիայի նոր ճյուղերի զարգացումը, ինչպես նաև նյութերի և արտադրանքի արտադրության ֆիզիկական և քիմիական տեխնոլոգիաների առկա գործընթացների ակտիվացումը պահանջում է մետաղի որակի կտրուկ բարձրացում, սպասարկման բնութագրերի մակարդակը և արտադրանքի հուսալիությունը: .

Հաշվի առնելով ամենակարևոր համաձուլվածքային տարրերի (նիկել, քրոմ, կոբալտ, վոլֆրամ, մոլիբդեն և այլն) աճող պակասը», պողպատի առաջատար արտադրողները կարծում են, որ պողպատի մեխանիկական և ֆիզիկական հատկությունների բարելավման և քաշի նվազեցման հիմնական ուղղությունը. կառուցվածքները կլինեն անցում դեպի ծայրահեղ մաքուր ածխածնային և ցածր լեգիրված պողպատներ կամ ոչ պակաս տարրերով համաձուլված պողպատներ՝ պողպատների կառուցվածքի և հատկությունների վերահսկման հնարավորությունների առավել արդյունավետ օգտագործման միջոցով միկրո հավելումների և ջերմաստիճանի և դեֆորմացիայի մշակման միջոցով:

Լեգիրման և միկրոլեգիրման պողպատի խոստումնալից տարրերից մեկը ազոտն է:. Սա մատչելի և բացարձակապես ոչ պակաս նյութ է։ Ազոտն իր լայնածավալ մատչելիությամբ և ցածր գնով ուժեղ ավստենիտ ձևավորող տարր է և արդյունավետորեն օգտագործվում է տարբեր նպատակներով տնտեսապես համաձուլված պողպատների արտադրության մեջ:

Ցածր խառնուրդով նիտրիդով կարծրացած պողպատները սովորաբար պարունակում են 0,010-ից մինչև 0,040% ազոտ, մինչդեռ բարձր լեգիրված մետաղը կարող է պարունակել ազոտի կոնցենտրացիաներ 1%-ից ավելի:

Ազոտի հետ համաձուլման համար կարող է օգտագործվել ցանկացած նյութ, որը պարունակում է բավարար քանակությամբ ազոտ և կարող է լուծվել հեղուկ մետաղում: Էժանության և պարզության շնորհիվ հայտնի են ազոտի հետ համաձուլման մեթոդներ՝ հալոցքը գազային ազոտով փչելու հիման վրա։

Ուստի կայուն ավստենիտ ստանալու համար պողպատի համաձուլումը ազոտի հետ և դրա կարծրացումը ներկայումս ավելի լայն տարածում է ստանում։ Այնուամենայնիվ, պողպատը ազոտի հետ լեգիրելը որոշակի դժվարություններ է ներկայացնում, քանի որ պողպատի արտադրության գործընթացի տարբեր փուլերում ազոտի վարքագիծը գնահատելու համար անհրաժեշտ է ունենալ հուսալի տվյալներ լուծելիության, տարրալուծման արագության և այլ նյութերի հետ ազոտի փոխազդեցության պայմանների վերաբերյալ: հալման բաղադրիչները.

Առաջադրանքների արդիականությունը կայանում է նրանում, որ որոշել է մետաղների հալոցքում ազոտի լուծելիությունը՝ կախված դրանց քիմիական կազմից, ջերմաստիճանից, գազային փուլում ազոտի մասնակի ճնշումից, ինչպես նաև գործընթացի կինետիկ բնութագրերի իմացության անհրաժեշտությունից։ հալման գործընթացի և պողպատի արտավառարանային վերամշակման պայմանների ֆունկցիա։

Խոստումնալից մեթոդ է պողպատի համաձուլումը գազային ազոտի հետ շերեփով դրա արտավառարանային մշակման ժամանակ: Մեթոդը պարզ է և ծախսարդյունավետ և թույլ է տալիս ճշգրիտ կանխատեսել մետաղում ազոտի պարունակությունը:

Բայց հեղուկ փուլի հիդրոդինամիկան մեծ ազդեցություն ունի պողպատի կողմից ազոտի յուրացման վրա։ Այս առումով հետազոտություն է պահանջվում լաբորատոր և արդյունաբերական պայմաններում՝ մաքրման անհրաժեշտ պայմաններն ու պարամետրերը որոշելու համար։

Պողպատներում առկա կեղտերի տեսքով ազոտը առաջացնում է դրանց հատկությունների ոչ չնչին և նույնիսկ արտասովոր փոփոխություններ:

Մասնավորապես, այս հայտարարությունը վերաբերում է զիջման ուժի և կոտրվածքի ամրության անսովոր համակցությանը: Ազոտային պողպատների մեխանիկական հատկությունները առաջին անգամ հետաքննվել են, հավանաբար, Էնդրյուի կողմից [1], ով ստացել է Fe-N-ի նմուշներ և հայտնաբերել ազոտի ներմուծման և ազոտի ավստենիտացման ազդեցության հետևանքով առաջացած զիջման ուժի աճ: Ֆրեշսեր և Կուբիս |2| նրանք առաջինն էին, ովքեր հայտնաբերեցին, որ ազոտի պարունակության ավելացման հետ մեկտեղ, ավստենիտիկ պողպատների թողունակության բարձրացումը ուղեկցվում է ամրության սպասվող նվազմամբ:

Փաստորեն, այս փաստը նշանակում էր, որ ազոտային պողպատները կառուցվածքային նյութերի խոստումնալից նոր դաս էին:. Վերջերս մի քանի ուսումնասիրություններ ցույց են տվել նաև, որ պողպատներում պարունակվող ազոտը կարող է բարելավել հոգնածության կյանքը, ամրությունը ցածր և բարձր ջերմաստիճաններում, աշխատանքի կարծրացումը և մաշվածության դիմադրությունը:

Ներկայումս արդյունաբերության մեջ օգտագործվում են անցումային դասի բարձր ամրության քրոմնիկելային պողպատներ (09Kh15N8Yu, 07KhKh16N6, 10Kh15N4AMZ, 08Kh15N5D2T և այլն)։ Նրանց թերությունն այն է, որ դրանք քիչ քանակությամբ նիկել են պարունակում։

Մշակվել են այս դասի նոր բարձր ամրության նիկելազերծ պողպատներ՝ 10Kh14AG6, 10Kh14AG6F, 10Kh14AG6MF, 10Kh14AG6D2'M և այլն (ASSSR No. 771180, 789626, 996): Նրանք խոստումնալից ուղղություն են բացում անցումային պողպատների ստեղծման գործում: Արտաքին և ներքին պրակտիկայում այդ պողպատների օգտագործման վերաբերյալ տեղեկատվություն չկա:

Մշակված պողպատների միկրոկառուցվածքը ցածր ածխածնային շերտավոր մարտենզիտ է և մետակայուն ավստենիտ, որը բեռնման տակ վերածվում է մարտենզիտի։ Կախված գործառնական հատուկ պայմաններից, համաձուլման և մշակման շնորհիվ կարգավորվում է ավստենիտի կայունության քանակն ու աստիճանը և, համապատասխանաբար, մեխանիկական և սպասարկման հատկությունների մակարդակը: Ջերմային մշակումից հետո, ներառյալ կարծրացումը (նորմալացումը) 1000 °C-ից և կոփումը 200 °C-ում, նոր պողպատներն ունեն մեխանիկական հատկությունների լավ համադրություն: Ամրության ավելի բարձր մակարդակ՝ պահպանելով լավ ճկունությունը հարվածային ուժի նկատմամբ, ձեռք է բերվում փուլային կարծրացումից հետո՝ պահելով 100-400 °C միջակայքում (Աղյուսակ 4): Շոկային-ցիկլային բեռնման դիմադրության համեմատական ​​թեստերը, որոնք նմանակում են կոմպրեսորային օղակաձև փականի թիթեղների աշխատանքային պայմանները, ցույց են տվել, որ պողպատը 10Kh14AG6MF ունի այս բնութագրի 1,5-2 անգամ ավելի բարձր մակարդակ, քան հայտնի քրոմ-նիկելային պողպատից 09Kh15N8Yu:

Բարձր ճնշման կոմպրեսորների օղակաձև փականների թիթեղների փորձնական փորձարկումները - 320/320, որոնք աշխատում են ազոտ-ջրածին խառնուրդի սեղմման վրա ամոնիակի արտադրության մեջ Slantsekhim արտադրական ասոցիացիայում, ցույց են տվել, որ 10Kh14AG6MF նոր պողպատից պատրաստված թիթեղների դիմադրությունը 1.1 է: -1.2 անգամ բարձր պողպատից 10Kh15N4AMZ (VNS-5), և 1.8 անգամ ավելի բարձր, քան 40X13-ը:

Անցումային դասի նիկելազուրկ պողպատները որոշ դեպքերում կարող են հաջողությամբ փոխարինել ավելի թանկ նիկել պարունակող պողպատներին 111]:

Հղում․ մետաղների անցումային դասը ներառում է համաձուլվածքներ, որոնք կազմում են ինչպես ավստենիտիկ, այնպես էլ մարտենզիտային փուլեր։

Արդյունաբերության մեջ ավստենիտիկ պողպատներից առավել լայնորեն օգտագործվում է պողպատը 12X18H9T: Ցավոք, այն օգտագործվում է ոչ միայն այն դեպքերում, երբ մասերի խափանումը պայմանավորված է կոռոզիայից, այլ նաև, երբ ոչնչացման պատճառը կավիտացիան և մաշվածությունն է: