Шойынды алудың негізгі физика- механикалық процесі

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Шойынды алудың негізгі физика- механикалық процесі

Жоспар:
1. Шойынның түрлері, міндеттері мен мақсаттары
2. Шойын құймасын алу және қасиеттері
3. Шойынды балқыту

1 Шойынның түрлері, міндеттері мен мақсаттары

Шойын деп құрамында көміртегінің шамасы 2,14%-дан артық темір мен
көміртегінің қорытпасын айтады. Оның болаттан негізгі айырмашылығы
құрамындағы көміртегі санының көптігі ғана емес, құйылғыштығы жақсы, құны
болаттан арзан, ал пластикалық қасиеті едәуір төмен.
Құрамында көміртегінің қалыптасу жағдайына қарай шойындардың келесі
түрлерін ажыратады: ақ шойын, сүр шойын, созылғыш шойын, аса берік шойын
және арнайы шойындар.
Шойында көміртегі мен темірден басқа марганец, кремний, күкірт, фосфор
және басқа элементтер болады, олардың мөлшері мен әсері болатқа қарағанда
басқаша.
Кремний шойын құрамына графиттену үдерісін күшейтіп, қатты әсер етеді.
Оның мөлшері 0,8...3,6%-ға дейін болады.
Марганец графиттену үдерісінің өтуіне кедергі жасап, шойынның ағаруына
көмектеседі. Шойын құрамындағы марганец мөлшері 0,5...1,5% болады.
Күкірт те марганец сияқты шойынның ағаруына көмектеседі, оның құю
қасиетін нашарлатады, сондықтан шойындағы мөлшері шектеледі, 0,15%-дан
аспауы керек.
Фосфор шойынның сұйық аққыштығын жақсартып, графиттену үдерісіне әсер
етпейді. Шойын құрамында оның мөлшері 0,3%...0,12% болады.
Ак шойын ақшойындар көміртегі цементит күйінде болады, ал графит бос
күйінде болмайды. Ағартылған шойыннын, тек сыртқы беті ғана цементит, ал
негізі сұр шойын. Мұнда да графит бос күйінде кездеспейді. Ақ шойыннан
құйылған құймалар қаттылығының, тозуға, тотқа төзімділігінің жоғарылығымен,
жалынға, жылуға төзімділігімен сипатталады. Ақ шойыннан кұйылған құймаларды
тек қана өте қатты қорытпадан жасалған кұрал-сайманмен кесу аркылы өңдеуге
болады.
Ақ шойынның қолданылатын жерлері:
1. Т о з у ғ а жұмыс істейтін детальдар (тежеу қалыптары, ұсақтағыш
машинкалардың және сұйық дайындайтын абразивті насостардың тетіктері).
2. Жалында және жоғары температурада жұмыс істейтін детальдар (оттық
және т. б.).
3. Химиялық әсерге ұшырайтын детальдар (қазандар, мырыш қорытатын
аппаратура және химия өндірісіндегі арматуралар).
Ақ шойын химиялық кұрамы бойынша қоспалы және қоспасыз болыл екіге
бөлінеді. Қоспалы ақ шойын никельді және борлы (тозуға төзімді), жоғары
хромды (тозуға және жылуға төзімді), жоғары кремнийлі (кышқылға төзімді)
болып бірнеше түрге бөлінеді. Ағартылған шойынның тек сыртқы ағартылған
беті ақ шойын, ал негізі сүр шойын. Ағартылған шойын прокат біліктерін,
гидравликалық цилиндрлер және тағы басқа детальдар жасау үшін қолданылады.
Қазіргі кезде Қазақстанда шойын және құрыш өндіру деңгейі жетерліктей
жоғарылығына қарамастан оларды өнімді және оңтайлы жарату әрдайым алдыңғы
сатыда тұрады: металл конструкцияларын жасарда төменлегирланған және
мықтылығы жоғары болаттарды қолдану, ең экономды прокатты және иілген
профилдерді пайдалану, тиімді пішіндерді және жүйелерді (алдын-ала
кернеулеу, кеңістік, аспалы, құбырлық және т.с.с.) енгізу қалыптасқан. Ең
прогресті конструкцияларын ойластыру және тәжірибеге енгізу бойынша
мемлекеттік стандарт және нұскаулар талаптарын дәлме- дәл орындау жолымен,
арматуралар жасау үшін кұрыштарды электротермиялық беріктендірумен,
қалдықтарды пайдаланумен, темірбетон конструкцияларын өндіруде қалыптау
жабдықтарын жаңғыртумен металдарды ұтымды пайдалану қамтамасыз етіледі.
1.1.2 Сұр шойын.
Көміртегінің біразы немесе барлығы бос күйінде пластиналық графит
түрінде болады (5.1-сурет). Мұндай шойындар құрамында графит болғандықтан,
сынығы сүр түсті болады.

Темір-көміртегі корытпаларындағы графиттің бөлініп шығуын графиттену деп
атайды. Графит шойын қатайғанда, сұйық фазадан немесе қатты фазадан
(аустениттен) кристалдануы мүмкін.
Шойынның графиттену үдерісі кристалданудың жалпы заңына бағынады да,
графиттену орталықтарын түзуге әкеледі. Түзілген графит туындылары ары
қарай өседі. Графит туындылары түзілу үшін көміртегі атомдарының әжептәуір
диффузиясы болуы керек. Бұл - баяу өтетін үдеріс, себебі тағы да темір
атомдарының өздік диффузиясы қажет, бүл атомдарды графит кристалдану
шөбінен альш кетеді. Графитке қарағанда, цементит тұрақтылығы аз фаза және
жоғары температурада былай Ғе3С = ЗҒе + С ажырайды. Егер кристалдануға
арнайы жағдай туғызбаса, сұйық қорытпадан көбінесе цементит пен аустениттің
қоспасы бөлінеді. Графиттену үдерісіне қорытпаның химиялық құрамы, суыну
жылдамдығы және ерімейтін қоспалардың болуы әсер етеді.
Сүр шойынның кұрылымы металл негізі (эвтектоидқа дейінгі, эвтектоидты
немесе эвтектоидтан кейінгі болаттар) мен графит пластиналарынан тұрады.
Графиттің механикалық беріктігі төмен, сондықтан оның қосындыларын металл
негізінің тұтастығын бұзатын қорытпаның беріктігін азайтатын ішіндегі тілік
ретінде қарау керек. Сұр шойынның беріктігі графитті қоспаларының мөлшері,
пішіні және санымен анықталады. Кішкене иірілген графит қабыршағы шойынның
беріктігш арттырады. Графиттің мұндай пішінін модификациялау арқылы алады.
Сұр шойындарда модификатор ретінде алюминий, ферросилиций және
ферромарганец қолданылады.
Шойынның химиялық құрамын онша өзгертпеу үшін, оларды шамалы мөлшерде
қосады. Модификаторлар графиттің қосымша кристалдану орталығы болатын
ерімейтін Al2O3, AlN, SiO2 сияқты қоспалар түзеді. Баяу суынғанда
графиттену оңай, толықтау өтеді.
Сұр шойын автотрактор және ауылшаруашылық машина жасау саласында көп
қолданылады. Олардың демпферлік және антифрикциялық қасиеті жақсы және оны
кұрал-саймандармен кесу арқылы өңдеу оңай өтеді.
Сұр шойындар келесітүрде таңбаланады: СЧ10, СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ25,
СЧЗО, СЧ35, СЧ40, СЧ45. Бастапқы екі әрпі орыс тілінде Сұр шойын дегенді
көрсетеді, ал санмен шойынның созылудағы беріктік шегі көрсетіледі. Мысалы,
СЧ25 шойынның созылудағы беріктік шегі - 250Мпа (25кгмм2).
1.1.3 Аса берік шойын.
Аса берік шойында графит шар пішінді болады, оны магниймен
модификациялау арқылы алады (0,5%-ға дейін). Графиттің бөлек және шар
түрінде болуы шойынның беріктігін арттырады. Беріктігі жоғары шойын иінді
білік, тісті дөңгелек, кронінтейн және басқа машина бөлшектерін жасауда
қолданылады.

Аса берік шойын ВЧ әріптерімен және сандармен таңбаланады, екі саны
созуға беріктік шегін белгілейді. Мысалы, ВЧ 42, ВЧ50, ВЧ52 т.б.

1.1.4 Созылғыш шойын.
Созылғыш шойында графит қауыз түрінде болады, арнайы термиялық өңдеу
арқылы алынады.

Оңашаланған қауыз пішінді графит шойынның тұтқырлығы мен беріктігін
арттырады. Графиттің саны мен мөлшерін азайту, беріктік сипаттамасын көтеру
және құйма кристалданғанда пластиналы графит пайда болмауы үшін, созылғыш
шойын құрамындағы көміртегі мен кремний мөлшеріне шек қойылады (2,2% - С,
0,7...1,5% 5і, 0,2...0,6% -Мп,Р- 0,2% 5 - О).
Созылғыш шойынды ақ шойыннан жасыту арқылы келесі тәсілмен алады. Ақ
шойын құймаларын пеш табанына салады немесе тотықтанбау үшін ішінде құмы
бар жәшікке салады. Графиттену үдерісі 60 сағатқа созылатын екі сатыдан
тұрады. Графиттенудің бірінші сатысы 95О...97О°С-те өтеді, мұнда
аустенитпен тепе-теңдікте болған артық цементит ериді. Графиттенудің екінші
сатысы 700...740°С-те жүреді. Графиттену толық жүруі үшін, шойынның
740...700°С аумағында суынуы өте баяу болуы қажет. Бұл температурада ұстап
тұрудың нәтижесінде аустенит феррит пен графитке ыдырайды. Графиттенудің
екінші сатысының созылғандығына байланысты феритті - феритті - перлитті
немесе перлитті созылғыш шойын алуға болады.
Созылғыш шойын алу уақытын азайтудың әртүрлі варианттары бар: құйманы
жоғары температурада түзды астауда ұстау; шойынды алюминиймен
модификациялау; құймаларды алдын ала шынықтыру. Созылғыш шойын жұмыс
процесінде соғу күші түсетін бөлшектерді жасауға қолданылады.

1.1.5 Арнайы шойындар.
Арнайы шойынға тозуға, ыстыққа және тот басуға төзімді шойындар жатады.
Тозуға қарсы тұру қасиеті жоғары шойынды жұмыс жағдайына байланысты оларды
фрикциялық, антифрикциялық және аққышталған деп бөледі.
Фрикциялық шойынның үйкеліс коэффициенті, тозуға төзімділіп және үлкен
температура аралығында сыдырылуға қарсылығы жоғары. Фрикциялық шойынға
перлит негізді сұр және созылғыш шойындар жатады. Фрикциялық шойын
құрамындағы никель, хром мен молибден және басқа қоспалы элементтер
шойынның беріктігі мен тозуға төзімділігін арттырады.
Поршень шығыршығын жасауға керекті шойын тозуға төзімділікпен бірге
үлкен серпімділік көрсетуі қажет. Бұндай талапқа графиті пластиналы, перлит
негізді фосфорлы сүр шойын сай келеді.
Антифрикциялық шойындар мойынтірек және басқа қажалу тораптарының
бөлшектеріне арналады. Бұл шойындар металмен қажалғанда жақсы қажалу
бетімен істелетін жұмыстарға ыңғайлы болуы керек. Антифрикциялық материал
түрінде сұр қоспасыз, созылғыш, беріктігі жоғары және легірленген АСЧІ,
АСЧ2, АСЧЗ, АС4-1, АВЧ-2, АКЧ-1, АКЧ-2 және басқа шойындар қолданылады.
Аққышталған шойын белгілі тереңдікте ақ шойын, ал ішкі жағы сұр болып
келеді. Мұндай шойынды үйкеліп жұмыс істейтін тозғыш бөлшектер жасауға
пайдаланады. Шойын құймасындағы аққышталған қабатын оның бетін тазарту
арқылы алады, мысалы метал қалыпқа құюмен.
Ыстыққа төзімді шойын тоттануға жақсы қарсы тұрады. Ыстыққа төзімді
шойын ретінде құрамында көп алюминий бар (ЖЧ-10 маркалы) немесе хром
қосқандары (ЖЧХ-1,5; ЖЧХ-30 маркалары) қолданылады.
Тотқа төзімді шойын қауіпті ортада жұмыс істейді, оларды алюминиймен,
хроммен, никельмен, мыспен және басқа элементтермен қоспалайды, маркалары -
4НХТ, 4Н15, Г1Х2, Д7Х2.

2. Шойын құймасын алу және қасиеттері
Темір рудалары - шойын өндірудеп негізгі материал. Руда минералы өзінше
домнада балқытқанда, бастапқы қалпына жақсы келетін темір тотықтары.
Құрамындағы бос жыныс көбінесе кварцтан және сазбен аралас құмнан тұрады.
Темір рудасы мыс және басқаларға қарағанда бай келеді. Бай рудалар
құрамындағы темір шамасы 60% және одан да көп, кедей рудаларда 30...40%
болады.
Темір рудасы құрамында ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.