Тозуға төзімді және коррозияға төзімді қаптамалар. Конструкциялық жақсартылатын қосындылы болаттар

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар факультеті

Металл технологиясы

СӨЖ

Тақырыбы: Тозуға төзімді және коррозияға төзімді қаптамалар. Конструкциялық жақсартылатын қосындылы болаттар.

Орындаған: Тексерген:

ПСМ-219 тобының студенті Жетекші: Тілеуғали Е.

Нұрбақыт. Қ. (жетекшінің Т. А. Ж. )

(қолы)

(бағасы) (күні) (бағасы) (күні)

Семей

2015 ж.

Мазмұны

Кіріспе
Тозуға төзімді және коррозияға төзімді қаптамалар
Конструкциялық жақсартылатын қосындылы болаттар
Қорытынды

Кіріспе

Техникалық металл (қорытпа) поликристалды болғандықтан, оның құрылымы бір немесе бірнеше фаза түйршіктерінен, металл емес (оксид, сульфид) кірінділерден және т. б. тұрады. Электролиттік ортада әр түрлі физика - химиялық қасиеті бар құрылым құраушыларының электрхимиялық потенциалы шамасы және белгісі бойынша әр түрлі болғандықтан, біреулері анод, ал екіншілері катод рөлін атқарады. Фазалардың электрхимиялық потенциалының айырмасы неғұрлым көбейген сайын, коррозиялық бұзылу соғұрлым тездейді. Сондықтан жоғары коррозиялық тұрақтылық не өте таза металдарға, не біркелкі қатты ерітінді құрылымды қорытпаға тән.

Металл (қорытпа) сыртқы орта әсеріне коррозиялық төзімділігі жоғары келсе, оны пассивтік күйде, ал керісінше болса - активтік күйде деп есептелінеді. Металдың активті күйден пассивтік күйге өтуі, оның электрхимиялық потенциалының жоғарылауына байланысты. Мысалы, темірдің кәдімгі күйдегі электрхимиялық потенциалы - 0, 6 В болса, пассивтік күйде + 1, 0 В - қа дейін жоғарылайды.

Коррозияға төзімді металдар екі топқа бөлінеді. Біріншісі химиялық аз активті болғандықтан, коррозияға төзімді. Екіншісі химиялық активті бола тұра, коррозиялық төзімділікке пассивтік күйге көшу арқылы ие болады. Бірінші топқа Pt, Pb, Au, Ag жатса, екінші топқа Cr, Ti, Al және т. б. Химиялық активті металдың коррозияға төзімділігін арттыру үшін, оған қоспалаушы элементтер қосады.

Болаттың коррозиялық төзімділігін арттыруға болады, егер көміртекті мүмкін болған ең аз мөлшерге дейін азайтып, темірмен қатты ерітінді түзген қоспалаушы элемент мөлшері, қорытпаның электрхимиялық потенциалын жоғарылатса. Сондай қоспалаушы элементтерге хром, никель және т. б. жатады. Хромды және хромникельді коррозияға төзімді болаттардың техникалық маңызы зор.

Болат деп, темірдің көміртекпен қорытпасын (2% дейін) атайды. Химиялық құрамына байланысты болатты көміртекті және қоспаланған деп бөледі. Ал сапасына қарай - қарапайым сапалы, сапалы, көтеріңкі сапалы және жоғары сапалыға бөледі.

Көміртекті болаттар жалпы қолдану аясы бойынша 3 топқа бөлінеді :

1) Конструкциялы;

2) Инструменталды;

3) Арнайы қасиеті бар болаттар болып бөлінеді.

Коррозияға төзімді хромникельді болат. Хромникельді болаттың хромды болатқа қарағанда коррозияға төзімділігі жоғары, технологиялығы жақсы, әсіресе пісірілгіштігі. Олар беріктігін жоғарырақ температураға дейін, ал пластикалығын төменгі температурада сақтай алады.

Хромникельді болаттар хромды болат сияқты тотығу ортасында коррозияға төзімді. Болаттың коррозияға төзімділігін арттыратын негізгі элемент хром, ал никель қосымша арттырады. Көміртек мөлшері неғұрлым төмен болса, болаттың коррозияға төзімділігі соғұрлым жоғары.

Құрылымы бойынша хромникельді болаттар аустенитті, аустенит - ферритті және аустенит-мартенситті болып бөлінеді. Көбірек қолданыс тапқаны құрылымы аустенитті болат.

Хромникельді болат құрылымы көміртек, хром және никельдің мөлшеріне байланысты. Химиялық құрамы бойынша хромникельді болат жоғары қоспаланған (18% Сr, 10%Ni) қорытпа (9. 2-кесте) . Төменгі көміртекті (0, 1%) хромникельді (18%Сr, 10%Ni) болатты ақырын салқындатқанда құрылымы аустенит+феррит+карбид болып, коррозияға төзімділігі мен пластикалығы ойдағыдай болмайды.

9. 2-кесте - Коррозияға төзімді аустенитті болаттың кұрамы мен қасиеті

Болат маркасы

Басқа эле-мент

\[{\mathcal{O}}\]

_в МПа

δ,

Болат маркасы: 04Х18Н10

С: < 0, 04

Cr: 17-19

Ni: 9-11

Mn:

Ti:

Басқа эле-мент:

вМПа: 500

δ,%: 45

Болат маркасы: 08Х18Н10

С: <0, 08

Cr: 17-19

Ni: 9-11

Mn:

Ti:

Басқа эле-мент:

вМПа: 520

δ,%: 45

Болат маркасы: 12Х18Н10Т

С: <0, 12

Cr: 17-19

Ni: 9-11

Mn:

Ti: 0, 7

Басқа эле-мент:

вМПа: 520

δ,%: 40

Болат маркасы: 17Х18Н9

С: 0, 13-0, 17

Cr: 17-19

Ni: 8-10

Mn:

Ti:

Басқа эле-мент:

вМПа: 600

δ,%: 35

Болат маркасы: 10Х17Н13М2Т

С: <0, 1

Cr: 16-18

Ni: 12-14

Mn:

Ti: 0, 3-0, 6

Басқа эле-мент: 1, 8-2, 5Мo

вМПа: 520

δ,%: 40

Болат маркасы: 10Х14Г14Н4Т

С: <0, 1

Cr: 13-15

Ni: 2, 8-4, 5

Mn: 13-15

Ti: 0, 6

Басқа эле-мент:

вМПа: 650

δ,%: 35

Болат маркасы: 12Х17Г9АН4

С: <0, 12

Cr: 16-18

Ni: 3, 5-4, 5

Mn: 8-10, 5

Ti:

Басқа эле-мент: 0, 15-0, 25N

вМПа: 700

δ,%: 40

Болатты 1000 - 1100˚С - ға дейін қыздырып, тез суытса полиморфтік түрленіс орын алмай, карбидтік фаза бөлініп шыға алмай, аустенитті құрылым сақталады. Сөйтіп, барлық хром қатты ерітіндіде болғандықтан, аустенитті құрылым жоғары коррозиялық төзімділікті қамтамасыз етеді. Сонымен қатар болат пластикалығы жақсы болғандықтан (

\[{\mathcal{O}}\]

_в = 500 - 600МПа, δ = 35 -45%) суық күйде деформацияға бейім келіп, жақсы беріктенеді.

Аустенитті болатты қыздыру, оны кристалл аралық коррозияға бейім етеді. Мысалы, 17Х18Н9 болатын 400˚С - дан жоғары қыздыруға болмайды. Кристалл аралық коррозиямен күресу үшін, не көміртек мөлшерін азайтады, не болатқа күшті карбид түзгіш элемент қосады. 04Х18Н10, 08Х18Н10 және 12Х18Н10Т аустенитті болаттары кристалл аралық коррозияға бейім емес. Сондықтан 12Х18Н10Т болаты азот қышқылы сияқты ортада кеңірек қолданыс тапса, 04Х18Н10 және 08Х18Н10 болаттарынан химия өнеркәсібінің жабдықтарын жасайды.

Никель - қымбат қоспалаушы элемент болғандықтан, оны марганецпен алмастырап, тиімді қоспаланған, бағасы арзан коррозияға төзімді болаттар шығарылды. 10Х14Г14Н4Т болаты (9. 2-кестені қараңыз) 12Х18Н10Т болатының орнына органикалық қышқыл, тұз және сілті сияқты ортада қолданыла бастады. Кейбір хроммарганецникельді болаттарға азот қосып (10Х14АГ15, 15Х17АГ14, 12Х17Г9АН4), никельді алмастырды. Күкірт қышқылы мен теңіз суында болаттың коррозияға төзімділігін молибден арттырады (10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т) .

Құрылымы аустенит - ферритті коррозияға төзімді болаттар 18 - 22% Сr, 2 - 6%Ni және молибден, титанмен қоспаланған (08Х21Н6М2Т, 08Х22Н6Т) . Аустенитті болаттарға қарағанда беріктігі жоғары, пластикалығы қанағаттанарлық, кристалл аралық коррозияға төзімділігі жақсы. 400 - 750˚С температураға қыздыру болаттың морттылығын арттырады. Аустенит - ферритті коррозияға төзімді болаттар аустенитті болаттарды алмастыру үшін пайдаланылады.

Құрылымы аустенит - мартенситті болаттар атмосфералық коррозияға төзімді, механикалық қасиеттері жоғары және пісірілгіштігі жақсы (09Х15Н8Ю, 09Х17Н7Ю, 08Х17Н5М3 және т. б. ) . Бірақ болаттың термиялық өңдеуі күрделі: шынықтыру + суықпен өңдеу + босаңдату немесе ескіру.

Коррозияға төзімді хромды болат. Электрхимиялық коррозияға төзімді болатты коррозияға төзімді болат деп атайды. Тотығу ортасында болатты коррозияға төзімді ететін негізгі, әрі арзан қоспалаушы элементтің бірі - хром.

Хромды болаттың коррозияға төзімділігі оның бетінде Сr ₂ O ₃ оксидінің құрылуына байланысты. Сr ₂ O ₃ - тен тұратын қабыршақ хром мөлшері 12, 5% - дан асқанда ғана пайда болады. Хромның осындай мөлшерінде ғана электрхимиялық потенциал - 0, 6 - дан + 0, 2 В - қа күрт өзгереді (9. 1 -сурет) . Қазіргі кезде коррозияға төзімді хромды болаттың үш түрін қорытады:

1) хром мөлшері 13 %;

2) хром мөлшері 17 %;

3) хром мөлшері 25 - 28 %.

Хром мөлшері неғұрлым көп болса, болаттың коррозияға төзімділігі соғұрлым жоғары келеді. Көміртек мөлшері аз болғаны тиімді, өйткені олар хроммен карбид түзіп, қатты ерітіндідегі хром мөлшерін азайтып, болаттың корозияға төзімділігі төмендетеді.

13 % Cr бар болаттарды қыздырып, суыту кезінде фазалық түрленіс орын алғандықтан, термиялық өңдеу арқылы оларды беріктендіруге болады. Көміртек мөлшері ұлғайған сайын, термиялық өңделген болаттың беріктігі жоғарылайды (9. 1-кесте) .

9. 1-сурет - Хромның Fe-Cr қорытпасының потенциалына әсері

9. 1-кесте - Коррозияға төзімді хромды болаттың қасиеті

Болат маркасы

Топ

Элемент, %

Жұмсар-ту

Шынықтыру+ жоғары босаңдату

Шынықтыру + төменгі босаңдату

\[\textstyle{\mathcal{O}}\]

_в , МПа

δ, %

\[{\mathcal{O}}\]

_в ,

МПа

δ,

\[{\mathcal{O}}\]

_в ,

МПа

δ,

Болат маркасы: 12Х13

Топ: Ф-М

Элемент, %: 0, 06 - 0, 15

Жұмсар-ту: 12-14

Шынықтыру+ жоғары босаңдату: 100

Шынықтыру + төменгі босаңдату: 20

600

Болат маркасы: 20Х13

Топ: М

Элемент, %: 0, 16-0, 25

Жұмсар-ту: 12-14

Шынықтыру+ жоғары босаңдату: 500

Шынықтыру + төменгі босаңдату: 20

660

Болат маркасы: 30Х13

Топ: М

Элемент, %: 0, 26-0, 35

Жұмсар-ту: 12-14

Шынықтыру+ жоғары босаңдату: 500

Шынықтыру + төменгі босаңдату: 15

700

1600

Болат маркасы: 40Х13

Топ: М

Элемент, %: 0, 36-0, 45

Жұмсар-ту: 12-14

Шынықтыру+ жоғары босаңдату: 600

Шынықтыру + төменгі босаңдату: 15

800

1680

Шынықтырылған 12Х13 маркасы феррит - мартенситтік тобына, ал 20Х13, 30Х13, 40Х13 маркалары мартенситтік топқа жатады.

Жұмсартылған 12Х13, 20Х13 маркалы болаттар пластикалы келеді, оларды суық күйде қысу арқылы өңдеуге болады, пісірілгіштігі жақсы 30Х13, 40Х13 маркалы болаттардың пластикалығы төмендеу, оларды қысу арқылы тек қыздырылған күйде өңдеуге болады.

12Х13, 20Х13 маркалы болаттарын шынықтыру (1000 - 1100˚С, май) мен жоғары босаңдатудан (700 - 775˚С) тұратын жақсартудан кейін турбина және компрессор қалақтарын, бак және т. б. бұйым мен бөлшектер жасау үшін пайдаланады.

30Х13, 40Х13 болаттарын шынықтырып (1000 - 1050˚С, май), төменгі босаңдатудан (180 - 200˚С) өткізіп, білік, серіппе, хирургиялық құрал - сайман және т. б. жасауға қолданады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.