Элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны гол технологи: Өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хэрхэн сайжруулдаг вэ

I. Элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны элэгдэлд тэсвэртэй байдалд нөлөөлөх гол хүчин зүйлсийн шинжилгээ

1.1 Гагнуурын утасны матриц материалын найрлага ба бичил бүтэц

Гагнуурын утасны матриц материал нь элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны үндэс суурь бөгөөд түүний химийн найрлага, бичил бүтэц нь хуримтлагдсан металлын элэгдэлд тэсвэртэй байдалд үндсэн нөлөө үзүүлдэг. Химийн найрлагын үүднээс авч үзвэл матриц материал дахь нүүрстөрөгч, манган, цахиур зэрэг элементүүд нь гагнуурын утасны гагнуурын процессын гүйцэтгэлд нөлөөлөхөөс гадна бэхжүүлсэн материалын элементүүдтэй харилцан үйлчилж, хуримтлагдсан металл дахь бэхжүүлсэн фазын үүсэл, тархалтыг зохицуулдаг. Жишээлбэл, нүүрстөрөгч нь хром, вольфрам зэрэг элементүүдтэй карбид үүсгэж чаддаг бол манган нь хайлсан цөөрмийн шингэнийг сайжруулж, гагнасан холболтын нягтралыг нэмэгдүүлдэг. Бичил бүтцийн хувьд матриц материалын ширхэгийн хэмжээ, фазын найрлага нь хуримтлагдсан металлын анхны механик шинж чанарыг шууд тодорхойлдог. Нарийн ширхэгтэй бүтэцтэй матриц материал нь ихэвчлэн илүү өндөр бат бэх, хатуулагтай байдаг тул бэхжүүлсэн фазын жигд тархалтыг хангах маш сайн тээвэрлэгч болдог. Түүнчлэн, матриц дахь перлит, феррит зэрэг фазын эзлэх хувь нь хуримтлагдсан металлын хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдалд нөлөөлдөг. Матрицын бичил бүтцийг оновчтой зохицуулах нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулах чухал үндэс суурь болдог.

1.2 Хайлшийг бэхжүүлэх үе шатуудын төрөл ба тархалтын дүрэм

Хайлш бэхжүүлэх үе шатууд нь элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулах гол элементүүд бөгөөд тэдгээрийн төрөл, тоо хэмжээ, хэмжээ, тархалтын төлөв нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулах үр нөлөөг шууд тодорхойлдог. Элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны хуримтлагдсан металлд нийтлэг хайлш бэхжүүлэх үе шатуудад голчлон карбид, нитрид, борид гэх мэт орно. Тэдгээрийн дотор карбидын үе шатууд нь өндөр хатуулаг, тогтвортой байдлаасаа шалтгаалан өргөн хэрэглэгддэг. Карбидын үе шатуудын янз бүрийн төрлүүд нь өөр өөр хатуулаг, тогтвортой байдалтай байдаг. Жишээлбэл, Cr₇C₃-ийн хатуулаг нь 1800–2200 HV хүртэл хүрдэг бөгөөд энэ нь матриц материалынхаас хамаагүй өндөр бөгөөд элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулахад мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг. Үүнээс гадна хайлш бэхжүүлэх үе шатуудын тархалтын дүрэм нь бас чухал юм. Жигд тархсан бэхжүүлэх үе шатууд нь зүлгүүрийн хэсгүүдийн хөдөлгөөнийг илүү үр дүнтэйгээр саатуулж, хэт их орон нутгийн элэгдэлээс зайлсхийх боломжтой. Үүний эсрэгээр бэхжүүлэх үе шатуудын нэгтгэх, тусгаарлах нь хуримтлагдсан металлын жигд бус гүйцэтгэлд хүргэж, элэгдэлд тэсвэртэй байдал, бат бөх чанарыг бууруулдаг. Тиймээс хайлшийг бэхжүүлэх үе шатуудын төрлийг оновчтой сонгох, тэдгээрийн жигд тархалтыг техникийн хэрэгслээр зохицуулах нь элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулах гол холбоос юм.

1.3 Тунадсан металлын элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг гагнуурын процессын зохицуулах механизм

Гагнуурын процесс нь гагнуурын утсыг матриц материалтай холбож, хуримтлагдсан металлыг бүрдүүлэх гол процедур юм. Түүний процессын параметрүүд (гагнуурын гүйдэл, хүчдэл, гагнуурын хурд, хамгаалалтын хийн төрөл гэх мэт) нь хуримтлагдсан металлын химийн найрлага, бичил бүтэц, элэгдэлд тэсвэртэй байдалд чухал зохицуулалтын үүрэг гүйцэтгэдэг. Гагнуурын гүйдэл ба хүчдэлийн хэмжээ нь гагнуурын дулааны оролтод шууд нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь эргээд хайлсан цөөрмийн температур болон хөргөлтийн хурдад нөлөөлдөг. Илүү их дулааны оролт нь хайлсан цөөрмийн температурыг нэмэгдүүлж, хуримтлагдсан металлын ширхэгийг бүдүүрүүлж, бэхжүүлэх фазыг хэт их уусгаж, улмаар хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг бууруулдаг. Нөгөөтэйгүүр, бага дулааны оролт нь хангалтгүй гагнуурт хүргэж, дутуу нэвтрэлт, шаар оруулах зэрэг согог үүсгэж, хуримтлагдсан металлын гүйцэтгэлд нөлөөлдөг. Гагнуурын хурд нь хуримтлагдсан металлын хэлбэржилтийн чанар болон хөргөлтийн хурдад нөлөөлдөг; гагнуурын боломжийн хурд нь хуримтлагдсан металлыг жигд зузаан, нягт бүтэцтэй байлгах боломжийг олгодог. Хамгаалалтын хийн төрөл ба урсгалын хурдыг голчлон хайлсан цөөрмийн исэлдэлтээс урьдчилан сэргийлэх, гагнуурын процессын тогтвортой байдлыг хангах, исэлдэлтийн бүтээгдэхүүний хуримтлагдсан металлын гүйцэтгэлд үзүүлэх сөрөг нөлөөллөөс зайлсхийхэд ашигладаг. Тиймээс хуримтлагдсан металлын бичил бүтцийг нарийн зохицуулахын тулд гагнуурын процессын параметрүүдийг оновчтой болгох нь элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулах чухал баталгаа юм.

1.4 Элэгдэлд тэсвэртэй байдлын үндсэн үнэлгээний үзүүлэлтүүд ба стандартчилагдсан туршилтын аргууд

Элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг зөв үнэлэх нь технологийн судалгаа, хөгжүүлэлт, хэрэглээг дэмжих үндэс суурь болдог. Одоогийн байдлаар салбарт хэд хэдэн үндсэн үнэлгээний үзүүлэлтүүд болон стандартчилагдсан туршилтын аргууд бий болсон. Үндсэн үнэлгээний үзүүлэлтүүдэд голчлон хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдал, харьцангуй элэгдэлд тэсвэртэй байдал гэх мэт орно. Хатуулаг нь материалын орон нутгийн деформаци, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хэмжих чухал үзүүлэлт бөгөөд ихэвчлэн Бринелл хатуулаг (HB), Роквелл хатуулаг (HRC) эсвэл Викерсийн хатуулаг (HV) аргаар шалгадаг. Өндөр хатуулагтай тунадасжуулсан металл нь ерөнхийдөө илүү сайн элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Элэгдэлд тэсвэртэй байдал гэдэг нь тодорхой элэгдлийн нөхцөлд материалын массын алдагдал эсвэл эзэлхүүний алдагдлыг хэлнэ; элэгдэлд тэсвэртэй байдал бага байх тусам материалын элэгдэлд тэсвэртэй байдал сайжирна. Харьцангуй элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг туршсан материалын элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг стандарт материалын элэгдэлд тэсвэртэй байдалтай харьцуулж олж авдаг бөгөөд энэ нь туршсан материалын элэгдэлд тэсвэртэй байдлын давуу талыг илүү ойлгомжтойгоор тусгаж чаддаг. Стандартчилагдсан туршилтын аргууд нь голчлон зүлгүүрийн элэгдэлд тэсвэртэй байдлын туршилт, цохилтын элэгдлийн туршилт, гулсах элэгдлийн туршилт гэх мэтийг агуулдаг. Өөр өөр туршилтын аргууд нь өөр өөр элэгдлийн нөхцлийг дуурайдаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн үйлчилгээний нөхцөлд элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг цогцоор нь үнэлэх боломжийг олгодог. Жишээлбэл, зүлгүүрийн элэгдлийн туршилт нь голчлон зүлгүүрийн зүсэлтэд өртсөн уул уурхайн машин механизмын ажиллах нөхцлийг дуурайдаг бол цохилтын элэгдлийн туршилт нь цохилт ба элэгдлийн хосолсон үйлчлэлд өртсөн инженерийн машин механизмын ажиллах нөхцлийг дуурайдаг. Стандартчилагдсан туршилтын арга, үнэлгээний үзүүлэлтүүдээр дамжуулан элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утасны гүйцэтгэлийн харьцуулалт, технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтэд бодитой, үнэн зөв өгөгдлийн дэмжлэг үзүүлэх боломжтой.

II. Элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утсанд өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг бэлтгэх үйл явц ба дасан зохицох технологи

2.1 Элэгдэлд тэсвэртэй гагнуурын утас бэлтгэх үйл явц болон өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нэмэх аргыг оновчтой болгох

2.1.1 Урсгал цөмтэй гагнуурын утсанд өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтагыг харьцааны загвар ба жигд холих процесс

Флюкс цөмт гагнуурын утас нь өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг тээвэрлэгч хамгийн өргөн хэрэглэгддэг зөөгчдийн нэг юм. Бэлтгэх явцад өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг харьцааны загвар болон жигд холих процесс нь гагнуурын утасны гүйцэтгэлийг хангах түлхүүр юм. Харьцааны загварын хувьд өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн (жишээлбэл, төмрийн нунтаг, ферромарганец, ферросиликон, бал чулуу, шаар үүсгэгч гэх мэт) эзлэх хувийг гагнуурын утасны элэгдэлд тэсвэртэй байдал, гагнуурын процессын гүйцэтгэл, цогц механик шинж чанарын шаардлагын дагуу оновчтой тодорхойлох шаардлагатай. Хэрэв өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтагны эзлэх хувь хэт бага байвал карбидын фаз хангалтгүй үүсч, бэхжүүлэх нөлөө нь ач холбогдолгүй болно. Хэрэв эзлэх хувь хэт өндөр байвал хуримтлагдсан металлын хатуулаг буурч, гагнуурын хагарал үүсэх магадлал нэмэгдэж, өртөг нь мөн өснө. Ерөнхийдөө флюкс цөмт гагнуурын утсан дахь өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтагны эзлэх хувийг 20% -иас 40% хооронд хянах нь зүйтэй. Холих үйл явцын хувьд, өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтагыг урсгалын цөм дотор жигд тархалтыг хангахын тулд үр ашигтай холих тоног төхөөрөмж, зохистой холих процессыг нэвтрүүлэх шаардлагатай. Одоогийн байдлаар түгээмэл хэрэглэгддэг холих тоног төхөөрөмжид конус хэлбэрийн холигч болон давхар мушгиа холигч багтдаг. Холих үйл явцын явцад жигд бус холих эсвэл бөөмсийн бөөгнөрөл үүсэхээс зайлсхийхийн тулд холих хугацаа, эргэлтийн хурд зэрэг параметрүүдийг хянах шаардлагатай. Үүнээс гадна, холихоос өмнө өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хатааж чийг, хольцыг зайлуулж, холих чанар болон гагнуурын утасны гагнуурын үйл явцын гүйцэтгэлийг хангах шаардлагатай.

2.1.2 Хатуу гагнуурын утасны гадаргуу дээр өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг бүрэлт бэлтгэх технологи

Флюс цөмт гагнуурын утсаас гадна өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг агуулсан бүрхүүлээр хатуу гагнуурын утасны гадаргууг бүрэх нь өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг хэрэглэх чухал хэлбэр юм. Энэхүү бэлтгэх технологийн гол цөм нь өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтагыг холбогч болон бусад хайлшийн элементүүдтэй хольж, тодорхой технологийн аргаар бүрэх материалыг бэлтгэж, хатуу гагнуурын утасны гадаргуу дээр жигд бүрж, хатааж, хатаасны дараа тодорхой зузаан, бат бэхтэй бүрхүүл үүсгэх явдал юм. Энэхүү технологийн гол түлхүүр нь бүрэх материалын томъёоны дизайн болон бүрэх процессыг оновчтой болгоход оршино. Бүрэх материалын томъёонд өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтагны агууламжийг зорилтот гүйцэтгэлийн дагуу зохих ёсоор тохируулах шаардлагатай. Гагнуурын процессын явцад бүрэх нь унахгүй, задрахгүй байхын тулд холбогч нь сайн холболтын бат бэх, өндөр температурын тогтвортой байдалтай байх ёстой. Бүрэх процессын хувьд нийтлэг аргуудад дүрэх бүрэх, шүрших бүрэх, өнхрөх бүрэх гэх мэт орно. Дүрэх бүрэх арга нь энгийн процесс, хямд өртөгтэй боловч бүрэх зузааны жигд бус байдал зэрэг давуу талуудтай. Шүрших бүрэх арга нь жигд бүрэх зузааныг авах боломжтой боловч тоног төхөөрөмжийн өртөг өндөр байдаг. Өнхрөх бүрэх арга нь энгийн процесс болон жигд бүрэх зузааны давуу талыг хослуулсан тул өргөн хэрэглэгддэг. Үүнээс гадна бүрэхийг хатаах, хатууруулах үйл явц нь бас чухал; бүрэх нь сайн бат бөх, тогтвортой байх, гагнуурын явцад согог гарахаас зайлсхийхийн тулд температур, хугацааг хянах шаардлагатай.

2.2 Өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нэмэлт хэмжээг оновчтой болгох туршилтын судалгаа

2.2.1 Нэмэлт хэмжээний гагнуурын утсыг хуримтлуулах үр ашигт үзүүлэх нөлөө

Өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нэмэх хэмжээ нь хуримтлагдсан металлын элэгдэлд тэсвэртэй байдалд нөлөөлөхөөс гадна гагнуурын утасны хуримтлалын үр ашигт мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг. Хуримтлалын үр ашиг нь гагнуурын утасны гагнуурын гүйцэтгэлийг хэмжих чухал үзүүлэлт бөгөөд нэгж хугацаанд хуримтлагдсан металлын массын зарцуулсан гагнуурын утасны масстай харьцуулсан харьцааг хэлнэ. Олон тооны туршилтын судалгаагаар өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нэмэх хэмжээ болон хуримтлалын үр ашгийн хооронд шугаман бус хамаарал байгааг тогтоожээ. Нэмэлтийн хэмжээ бага байх үед өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нь хуримтлалын үр ашигт бага нөлөө үзүүлдэг. Нэмэлтийн хэмжээ нэмэгдэхийн хэрээр хуримтлалын үр ашиг аажмаар сайжирна, учир нь өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг дахь зарим элементүүд хайлсан цөөрмийн шингэнийг сайжруулж, гагнуурын утсыг хайлуулах, хуримтлуулахад тусалдаг. Гэсэн хэдий ч нэмэлт хэмжээ тодорхой босго хэмжээнээс хэтэрсэн тохиолдолд хуримтлалын үр ашиг буурч эхэлнэ. Учир нь өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нь өндөр нягтралтай байдаг; хэт их нэмэх нь гагнуурын утасны хайлах хурдыг удаашруулна. Үүний зэрэгцээ, хэт их карбидын фазууд үүсэх нь хайлсан цөөрмийн зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлж, хуримтлагдсан металлын урсгал болон үүсэхэд саад учруулна. Тиймээс хуримтлагдсан металлын элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хангахын тулд өндөр хуримтлалын үр ашгийг харгалзан оновчлолын туршилтаар дамжуулан өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нэмэх оновчтой хүрээг тодорхойлох шаардлагатай байна.

2.2.2 Өөр өөр нэмэлт хэмжээгээр хуримтлагдсан металлын элэгдэлд тэсвэртэй байдлын хувьслын хууль

Хадгалагдсан металлын элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтагыг нэмэх хэмжээ өөр өөр байдаг тул илэрхий хувьслын хуулийг харуулж байна. Туршилтын үр дүнгээс харахад өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нэмэх хэмжээ нэмэгдэхийн хэрээр хадгалсан металл дахь карбидын фазын тоо аажмаар нэмэгдэж, хатуулаг болон элэгдэлд тэсвэртэй байдал мөн адил нэмэгддэг. Нэмэлтийн хэмжээ тодорхой утгад хүрэхэд хадгалсан металлын хатуулаг болон элэгдэлд тэсвэртэй байдал оргил үедээ хүрдэг. Хэрэв нэмэлт хэмжээ үргэлжлэн нэмэгдсээр байвал хадгалсан металлын хатуулаг болон элэгдэлд тэсвэртэй байдал сайжрахгүй, харин ч буурч, хатуулаг нь мэдэгдэхүйц буурдаг. Учир нь нэмэлт хэмжээ хэт өндөр байх үед карбидын фазын тоо хэт ихэсч, нэгтгэх болон салгахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь хадгалсан металлын жигд бус бичил бүтэц, орон нутгийн стрессийн концентрацийг үүсгэдэг. Элэгдлийн процессын үед хагарал үүсэх хандлагатай байдаг тул элэгдэлд орох эвдрэлийг хурдасгадаг. Үүнээс гадна, хэт их карбидын фаз нь хадгалсан металлын гагнуурын процессын гүйцэтгэлийг бууруулж, гагнуурын хагарал үүсэх эрсдлийг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс туршилтаар дамжуулан өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг нэмэх оновчтой хэмжээг тодорхойлох нь хадгалсан металлын элэгдэлд тэсвэртэй байдал болон цогц механик шинж чанаруудын хоорондын тэнцвэрийг хангах гол түлхүүр юм.

2.3 Өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг болон гагнуурын утасны бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох нийцтэй байдлын зохицуулалтын технологи

Өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг болон гагнуурын утасны бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн (жишээлбэл, матриц металл, бусад хайлшийн элементүүд, шаар үүсгэгч, исэлдүүлэгч гэх мэт) хоорондох нийцтэй байдал нь гагнуурын утасны гагнуурын процессын гүйцэтгэл болон хуримтлагдсан металлын гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг. Тиймээс сайн нийцтэй байдлыг хангахын тулд үр дүнтэй зохицуулалтын технологийг нэвтрүүлэх шаардлагатай. Нэгдүгээрт, бүрэлдэхүүн хэсгийн сонголтын хувьд өндөр нүүрстөрөгчийн хром төмрийн нунтаг химийн найрлага, физик шинж чанарын дагуу бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг боломжийн үнээр сонгох шаардлагатай. Жишээлбэл, исэлдүүлэх чадвар сайтай ферромарганец, ферросиликон гэх мэтийг исэлдүүлэгч болгон сонгох нь хайлсан усан сан дахь хүчилтөрөгчийг үр дүнтэй арилгаж, хүчилтөрөгч ба хромын хооронд исэл үүсэхээс зайлсхийж, карбидын фаз үүсэхээс сэргийлж чадна. Тохиромжтой шаар үүсгэгчийг сонгох нь гагнуурын процессын явцад сайн шаар үүсэхийг баталгаажуулж, хайлсан усан сан болон гагнуурын давхаргыг хамгаалж, согог үүсэхийг бууруулж чадна. Хоёрдугаарт, харьцааны зохицуулалтын хувьд тодорхой бүрэлдэхүүн хэсгийн хэт их эсвэл хангалтгүй хэмжээнээс үүдэлтэй нийцтэй байдлын асуудлаас зайлсхийхийн тулд туршилтаар дамжуулан бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн харьцааг оновчтой болгох шаардлагатай. Жишээлбэл, шаар үүсгэгч бодисын хэт их хувь нь илүүдэл шаар үүсгэж, хуримтлагдсан металлын үүсэлтэд нөлөөлж болзошгүй; исэлдүүлэгч бодисын хангалтгүй хувь нь хортой элементүүдийг үр дүнтэй арилгаж чадахгүй. Үүнээс гадна, янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийг сайжруулж, зохих хэмжээний мастер хайлш эсвэл ховор шороон элементүүдийг нэмснээр нийцтэй байдлыг сайжруулж болно. Ховор шороон элементүүд нь сайн цэвэршүүлэх, өөрчлөх нөлөөтэй бөгөөд энэ нь үр тариаг цэвэршүүлэх, карбидын фазын тархалтыг сайжруулах, янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох холболтын хүчийг нэмэгдүүлэх, гагнуурын утасны цогц гүйцэтгэлийг сайжруулах боломжтой.