حديد الدكتايل: خصائص وعلامات ونطاق

الحديد - الصلب، المقاومة للصدأ، ولكن الهش سبائك الحديد والكربون مع محتوى الكربون C في نطاق 2،14-6،67٪. وعلى الرغم من وجود مشكلة معينة، ولها مجموعة متنوعة من أنواع وخصائص، التطبيقات. تستخدم على نطاق واسع هو حديد الدكتايل المدلى بها.

قصة

وقد عرف هذه المواد منذ القرن الثامن قبل الميلاد IV. ه. جذوره الصينية في VI. BC. ه. في أوروبا، وأول ذكر للإنتاج الصناعي من سبيكة مؤرخة الرابع عشر، وفي روسيا - القرن السادس عشر. ولكن التكنولوجيا إنتاج حديد الدكتايل على براءة اختراع في روسيا في القرن التاسع عشر. بعد تطوير AD Annosovym.

منذ الحديد الرمادي تقتصر في الاستخدام بسبب الخواص الميكانيكية منخفضة، والصلب - هي مكلفة ولها صلابة منخفضة والمتانة، والسؤال الذي يطرح نفسه من المعدن خلق قوة موثوقة ودائمة، متينة، وإن كان قد زاد وبعض المرونة.

الحديد المطاوع ليست، ولكن نظرا لخصائص البلاستيك، فإنه يفسح المجال لبعض أنواع البلاستيك العمل (على سبيل المثال، وتزوير).

إنتاج

الطريقة الرئيسية - الصهر في الأفران العالية.

مواد أولية لمعالجة الانفجار:

• تهمة - خام الحديد التي تحتوي على أكسيد المعادن في شكل Ferum.
• وقود - فحم الكوك والغاز الطبيعي.
• يتم حقن عن طريق انس خاص - الأكسجين.
• تدفقاتها - تشكيل الكيميائية على أساس المنغنيز والسيليكون (أو).

مراحل فرن الانفجار:

1. التعافي من الحديد النقي عن طريق تفاعل كيميائي من خام الحديد مع الأكسجين المزودة من خلال قصبة.
2. احتراق تشكيل فحم الكوك والكربون وأكاسيد.
3. الكربنة في التفاعلات الحديد النقي مع أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون _2.
4. تشبع الحديد ₃ C مع المنجنيز والسيليكون اعتمادا على الخصائص المطلوبة من الإخراج.
5. استنزاف المعادن النهائي في قوالب من خلال taphole. تجفيف الخبث من خلال ثقب الخبث الصنبور.

عند الانتهاء من دورة التشغيل انفجار فرن الحصول على الحديد، والخبث وغازات المداخن.

المنتجات المعدنية مجال التصنيع

اعتمادا على معدل التبريد، والمجهرية للتشبع الكربون والمواد المضافة قد تتلقى عدة أنواع من الحديد:

1. خنزير (الأبيض) الكربون في نموذج منضم، الاسمنت الابتدائية. تستخدم كمادة خام لصهر الآخرين معالجة سبائك الحديد والكربون. ما يصل الى 80٪ من المجال سبائك المنتجة.
2. مسبك (الرمادي) الكربون في شكل كامل أو حرة جزئيا الجرافيت، وهي لوحات لها. Malootvetstvennyh المستخدمة لإنتاج أجزاء الجسم. ما يصل الى 19٪ من إنتاج صب الفرن العالي.
3. السبائك الحديدية الغنية: خاص. 1-2٪ نوع يعتبر الإنتاج.

وقد قام المعالجة الحرارية للخنزير أعد حديد الدكتايل.

نظرية هياكل الحديد

الكربون مع Ferum يمكن أن تشكل عدة أنواع مختلفة من السبائك لنوع الكريستال شعرية كما هو مبين في تجسيد المجهرية.

1. اختراق في صلب الحل α الحديد - الفريت.
2. اختراق في صلب الحل γ الحديد - الأوستينيت.
3. تشكيل الكيميائية للالحديد ₃ C (الدولة ملزمة) - سمنتيت. وشكلت الانتخابات التمهيدية التي كتبها التبريد السريع من السائل المنصهر. الثانوية - انخفاض درجة الحرارة بطيء من الأوستينيت. التعليم العالي - التبريد التدريجي من الفريت.
4. خليط الميكانيكية من الحبوب الفريت وسمنتيت - البيرلايت.
5. خليط الميكانيكية من الحبوب الأوستينيت والبرليت أو سمنتيت - Ledebur.

للالحديد الزهر يتميز المجهرية الخاصة. الجرافيت يمكن أن يكون في شكل ونموذج منضم للهيكل المذكور أعلاه، ويمكن أن يكون في دولة حرة في شكل مختلف الشوائب. على الممتلكات المتضررة على حد سواء الحبوب الأساسية، وهذه التشكيلات. كسور الجرافيت هي المعادن لوحات، رقائق أو المجالات.

شكل ورقة هو الحال بالنسبة للسبائك الحديد والكربون الرمادية. أنه يسبب هشاشة وموثوقية.

شوائب رقيق حديد الدكتايل من تأثير إيجابي على أدائها الميكانيكية.

هيكل الجرافيت كروية مزيد من تحسين نوعية المعدن، مما يؤثر على زيادة في صلابة والمتانة والتحمل الأحمال الكبيرة. هذه الخصائص لديه قوة عالية من الحديد الزهر. خصائص الحديد الدكتايل أسبابه الفريت أو أساسيات البرليت وجود شوائب تقشر الجرافيت.

إعداد حديد الدكتايل من الحديد

ويتم إنتاجه من خنزير الأبيض proeutectoid قوالب سبائك منخفض الكربون الصلب مع محتوى الكربون 2،4-2،8٪ ووجود المماثل من الإضافات (المنغنيز، سي، S، P). يجب أن يكون سمك الجدار أجزاء صلب لا يزيد عن 5 سم. المسبوكات كبير الجرافيت سمك على شكل لوحات ولم تحقق الخصائص المطلوبة.

للحصول يوضع الزهر مع قاعدة معدنية من الحديد في صناديق خاصة وتصب الرمال. وضعت بإحكام حاوية مغلقة في فرن التدفئة. تنفيذ الخطوات التالية أثناء الصلب:

1. يتم تسخين البناء في الأفران لدرجات حرارة 1000 درجة مئوية، وسمح للوقوف على حرارة ثابتة لمدة 10 إلى 24 ساعة. ونتيجة لانشقاقات وLedebur سمنتيت الأساسي.
2. يتم تبريد المعدن إلى 720 درجة مئوية في الفرن.
3. عند درجة حرارة 720 درجة مئوية الصمود لفترات طويلة 15-30 ساعة. هذه الحرارة يضمن تفكك سمنتيت الثانوية.
4. في الخطوة الأخيرة تم تبريد مرة أخرى مع الفرن العمل إلى 500 درجة مئوية، ثم سحب للهواء.

وهذا ما يسمى عملية الصلب graphitizing.

بعد المجهرية عمل غير الفريت مع حبات من تقشر الجرافيت. ويسمى هذا النوع "chernoserdechnym" منذ فترة انقطاع سوداء.

إعداد برلت الحديد الزهر القابل للطرق

هذا النوع من سبائك الحديد والكربون، الذي ينبع أيضا من الأبيض proeutectoid، ولكن محتوى الكربون منها هو زيادة: 3-3،6٪. للمسبوكات مع أساس برلت، يتم وضعها في صناديق وتصب خام الحديد مسحوق أو طاحونة على نطاق وسحقهم. إجراء الصلب في حد ذاته هو مبسط.

1. تم رفع درجة حرارة المعدن إلى 1000؟ C، وأبقى 60-100 ساعة.
2. تصميم بارد مع الفرن.

بسبب اصفرار في إطار العمل من الحرارة في بيئة المعدنية ينشر: نشره في الجرافيت سمنتيت التحلل يترك صلب جزئيا سطح أجزاء طبقة، يستقر على خام أو الخبث السطح. أعدت ليونة، صعبة والدكتايل topsheet "beloserdechnogo" حديد الدكتايل مع منتصف الصلبة.

وهذا ما يسمى الصلب غير مكتملة. ويوفر تفكك ليديبوريت سمنتيت والطين على لوحة مع الجرافيت المناسب. إذا لزم الأمر محبب برلت الدكتايل الحديد الزهر مع ارتفاع صلابة ومرونة، واستخدام مواد إضافية ساخنة إلى 720؟ C. وهكذا تتشكل حبيبات البيرلايت مع شوائب تقشر الجرافيت.

الخصائص، ووضع العلامات وتطبيق حديد الدكتايل من الحديد

على المدى الطويل "مضايقة" معادن في نتائج الفرن في التفكك الكامل للليديبوريت وسمنتيت في الفريت. نظرا لتعقيدات التكنولوجية، وسبائك ذات المحتوى العالي من الكربون - الحديد هيكل سمة من الصلب منخفض الكربون. ولكن الكربون في حد ذاته لا يذهب بعيدا - وغني عن الدولة المرتبطة الحديد في مجانا. تأثير درجة الحرارة يتغير شكل شوائب الجرافيت تقشر.

هيكل حديدي يؤدي إلى انخفاض في صلابة، وزيادة قيم القوة، وجود الخصائص مثل المتانة وقابلية السحب.

بمناسبة الحديد المطاوع الطبقة الفريت: KCH30-6، KCH33-8، KCH35-10، KCH37-12 حيث:

CN - تحديد الأنواع - ليونة.

30، 33، 35، 37: σ _لذلك، 300، 330، 350، 370 نيوتن / مم ² - الحد الأقصى لحمولة أنه يمكن أن تصمد من دون كسر.

6، 8، 10، 12 - استطالة، δ،٪ - مؤشر اللدونة (وأعلى قيمة، وأكثر عرضة لعلاج ضغط المعادن).

الصلابي - حوالي 100-160 HB.

هذه المواد التي الأداء هو وسيط بين مثل الحديد والصلب الكربون سبيكة رمادية. حديد الدكتايل مع أساس من الحديد برلت أدنى من حيث مقاومة التآكل، ومقاومة التآكل وقوة التعب، ولكن أعلى التحمل الميكانيكي، ليونة، صب الخصائص. مع يستخدم سعره المنخفض على نطاق واسع في صناعة لتصنيع أجزاء التشغيل في الأحمال المنخفضة والمتوسطة: التروس، و المشاريع السكنية، والمحاور الخلفية، والسباكة.

الخصائص، ووضع العلامات وتطبيق برلت الحديد الزهر القابل للطرق

بسبب الابتدائي الصلب غير مكتملة، الساعة الثانوي وLedebur سمنتيت بحل تماما في الأوستينيت، والتي عند درجة حرارة 720؟ يتحول C إلى البيرلايت. وهذا الأخير هو خليط الميكانيكية من الحبوب الفريت وسمنتيت التعليم العالي. في الواقع، جزء من الكربون يبقى في نموذج منضم، يؤدي إلى هيكل، جزء - "صدر" في الجرافيت تقشر. عندما هذا البيرلايت يمكن أن يكون لوحة أو محبب. وهكذا شكلت برلت الحديد الزهر القابل للطرق. خصائصه هي الواجبة المشبعة هيكل أصعب وأقل لين العريكة.

هذه، إذا ما قورنت مع من الحديد لديهم أعلى التآكل، ومقاومة للاهتراء الخصائص، المتانة هي أعلى بكثير، ولكن أقل ليونة وخصائص castability. التعرض للإجهاد زادت السطح مع الحفاظ على صلابة ومتانة من المنتجات الأساسية.

بمناسبة المطاوع برلت الحديد: KCH45-7، KCH50-5، KCH56-4، KCH60-3، KCH65-3، KCH70-2، KCH80-1،5.

الأولى أرقام - قوة التعيين: 450، 500، 560، 600، 650، 700 و 800 نيوتن / مم ^2، على التوالي.

الثانية - ليونة δ تدوين استطالة،٪ - 7، 5، 4، 3، 3، 2 و 1.5.

البرليت تطبيقات حديد الدكتايل وجدت في الهندسة الميكانيكية وأداة للتصاميم التي تعمل على ارتفاع الأحمال - على حد سواء والدينامية: أعمدة الكامات، العمود المرفقي وقطع مخلب، المكابس، وربط قضبان.

المعالجة الحرارية

المواد التي تم الحصول عليها بسبب المعالجة الحرارية، وهي قد يتعرض للالصلب إلى أساليب تأثيرات درجة الحرارة المتكرر. والغرض الرئيسي - حتى المزيد من القوة والمتانة، ومقاومة للتآكل والشيخوخة.

1. يستخدم هدأ لهياكل تتطلب صلابة عالية وصلابة. التي تنتجها التدفئة إلى 900 درجة مئوية، يتم تبريد أجزاء بمعدل حوالي 100؟ C / ثانية باستخدام زيت المحرك. بعد ذلك ينبغي أن يكون عطلة عالية مع التسخين ل650˚S وتبريد الهواء.
2. يستخدم التطبيع لقطع متوسطة الحجم بسيطة في الفرن عن طريق التسخين إلى 900 درجة مئوية، بقي واقفا عند هذه الدرجة لفترة من 1 إلى 1.5 ساعة والتبريد اللاحق في الهواء. يوفر Troostite البيرلايت الحبيبية والحزم والثقة به من الاحتكاك وارتداء. فهو يستخدم لمكافحة احتكاك الحديد الزهر القابل للطرق مع أساس برلت.
3. يتم تنفيذ الصلب مرارا وتكرارا في صناعة المنزلقة: التدفئة - 900 C، وعقد في هذه الحرارة على المدى الطويل، والتبريد مع الفرن؟. من الحديد المقدمة أو من الحديد-برلت هيكل المنزلقة حديد الدكتايل.

تسخين منتجات الحديد الزهر يمكن القيام بها محليا أو معقدة. لتيارات عالية التردد الموضعية التطبيقية أو لهب الأسيتيلين (عقد التبريد). للمجمع - فرن التدفئة. عندما يتم تصلب التدفئة المحلية فقط الطبقة العليا، لأنه يزيد صلابة وقوة، لكنها أبقت على ليونة واللزوجة مؤشرات الأساسية.

ومن المهم أن نشير إلى أن تزوير الحديد من المستحيل، ليس فقط بسبب الخصائص الميكانيكية كافية، ولكن أيضا بسبب حساسية عالية للتغيرات في درجات الحرارة المفاجئ، الذي لا مفر منه عندما التبريد مع مياه التبريد.

المضادة للاحتكاك الحديد الزهر القابل للطرق

ينطبق هذا التنوع أيضا ليونة، ومخدر، فهي الرمادي (ASF)، وتزوير (APC) وقوة عالية (ACHV). يستخدم APC لإنتاج الحديد الزهر الدكتايل، التي تخضع لالصلب أو التطبيع. تتم العمليات من أجل تحسين خصائصه الميكانيكية وتشكيل الخصائص الجديدة - ارتداء المقاومة في الاحتكاك مع الأجزاء الأخرى.

المسمى: 1-APC، APC-2. تستخدم لإنتاج العمود المرفقي، التروس، والمحامل.

تأثير المواد المضافة على العقارات

وبصرف النظر عن قاعدة من الحديد الجرافيت ولديهم في تكوينها، والمكونات الأخرى، والتي تتسبب أيضا خصائص الحديد الزهر: المنغنيز والسيليكون، والفوسفور والكبريت وبعض العناصر صناعة السبائك.

مانجان يحسن سيولتها من المعدن المنصهر، ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل. وتسهم في صلابة وقوة ملزمة من الكربون مع الحديد في الصيغة الكيميائية الحديد ₃ C، وتشكيل البيرلايت الحبيبية.

السيليكون لديها أيضا تأثير إيجابي على سيولة من سبيكة المنصهر، فإنه يساهم في تفكك تخصيص سمنتيت والادراج الجرافيت.

الكبريت - سلبية، ولكن عنصرا لا مفر منه. فهو يقلل من الخواص الميكانيكية والكيميائية، ويحفز على تكوين الشقوق. ومع ذلك، فإن علاقة عقلانية مع محتواه من العناصر الأخرى (على سبيل المثال، المنغنيز) بتصحيح العمليات المجهرية. وهكذا، عندما يتم تخزين نسبة المنجنيز-S 0،8-1،2 البيرلايت في أي تأثيرات درجة الحرارة توقيت. عن طريق زيادة نسبة إلى 3 من الممكن الحصول على أي هيكل المطلوب اعتمادا على معايير محددة مسبقا.

يتغير الفوسفور للسيولة أفضل يؤثر على قوة، ويقلل من المتانة وليونة، وتأثير ذلك على مدة graphitization.

الكروم والموليبدينوم تعرقل تشكيل رقائق الجرافيت، في بعض محتويات تشجيع تشكيل البيرلايت الحبيبية.

التنغستن يزيد من مقاومة للتآكل عندما تعمل في مجالات درجات حرارة عالية.

الألومنيوم والنيكل والنحاس تسهم في graphitization.

عن طريق ضبط كمية من العناصر الكيميائية التي تشكل سبائك الحديد والكربون، وكذلك نسبتهم، يمكن أن تؤثر على خصائص النهائية من الحديد الزهر.

مزايا وعيوب

الدكتايل chugun- المواد جود استخدام على نطاق واسع في الفن. مميزاتها الرئيسية هي:

• مستويات عالية من الصلابة، ومقاومة التآكل، والقوة، جنبا إلى جنب مع سيولة.
• الخصائص الطبيعية للصلابة ويونة.
• للتجهيز من قبل علاج ضغط، على النقيض من الحديد الزهر الرمادي.
• خصائص مختلف البند تصحيح تجسيد تحت بعض طرق المعالجة الحرارية والكيميائية الحرارية.
• منخفضة التكلفة.

مساوئ هي الخصائص الفردية:

• هشاشة.
• وجود شوائب من الجرافيت.
• ضعف الأداء في قطاعات؛
• المسبوكات ملحوظ في الوزن.

وعلى الرغم من أوجه القصور الحالية، ويأخذ حديد الدكتايل المسؤول في علم المعادن والهندسة الميكانيكية. من أنتج هذه التفاصيل المهمة كما العمود المرفقي وقطع الفرامل منصات، التروس، والمكابس، وربط قضبان. وجود مجموعة متنوعة من العلامات التجارية الصغيرة، المتخصصة الفردية في هذه الصناعة تحتل حديد الدكتايل. تطبيقه هو الحال بالنسبة للحمل والتي بموجبها استخدام مواد أخرى غير محتمل.