Islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika universiteti olmaliq filiali “mashinasozlik texnologiyasi” kafedrasi

Тazorat savollari
1. Tarkibi bir xil bo’lmagan po'latlarni payvandlash qanday hollarda qo'llaniladi?
2. Austenitli payvandlash metallidagi nikel miqdori mo'rt martensit oraliq qatlamlarining kengligiga qanday ta'sir qiladi?
3. «Reaktiv diffuziya» atamasi nimani anglatadi?
4. Payvandlangan birikmalarda uglerod migratsiyasi qanday kamayadi?


15-MA'RUZA. Nikel asosidagi qotishmalarni payvandlash
Bu qotishmalar T = 1000...1100 C da gaz, tuz va suyuq metall muhitida yuqori issiqlikka chidamlililik, shkalaga chidamlililik va korroziyaga chidamlililigiga ega. (28-jadval). Mo, W, Co, Cr nikel asosidagi matritsa qattiq qotichmasini chidamlilaydi; Al va Ti Ni bilan birgalikda metastabil hosil qiladi'-matritsa qotichmasi bilan bir xil tuzilishga ega faza (ГЦК); 0,1...0,15% gacha miqdorda uglerod donalar chegaralarida dispers karbidlarni hosil qiladi.
Panjara davrlari - va '-fazalar bir oz farq qiladi (0,1%), shuning uchun hosil bo'lgan metastabil struktura yuqori haroratda 20...30 ming soat davomida saqlanadi.
Nikel qotishmalari ikki guruhga bo'linadi:
1. Bir nechta boshlang'ich holatlarga ega bo'lgan dispersion qattiqlashuv bilan issiqlik bilan chidamlilangan getrogen qotishmalar.
Toblangan holatda qotishmalar eng kam issiqlik qarshiligiga ega, lekin eng yuqori egiluvchanlikka ega. Dispersiya bilan mustahkamlangan (qaritilgan) holatda plastiklik minimal, issiqlikka chidamlililik esa maksimal bo'lib, chidamlilash fazalarining hajmiga, kimyoviy tarkibiga va morfologiyasiga bog'liq.
2. Bir jinsli issiqlik bilan mustahkamlanmaydigan.
Nikel qotishmalarining issiqlikka chidamlililigini ta'minlashda asosiy rol tegishli'-faza (ГЦК panjarasi bilan Ni (Ti, Al), Ni Al (Nb, Al) kabi intermetalllar), umumiy miqdori (Ti + A1) yoki (Nb + A1) tarkibiga proportsionaldir.
Agar (Ti+Al) > 8% bo'lsa, nisbat'-faza 60% ga etadi. Ko'p sonli kogerent mayda zarrachalar shaklida 600...950 °C da donalar hajmida ajralib turadi, '-faza dislokatsiyalar harakati uchun samarali to'siqlarni yaratadi. Xuddi shu vaqtda '-faza karbidlarga qaraganda ancha plastik boʻlib, uning kuchi T ortishi bilan ortadi.
28-jadval
Yuqori legirlangan issiqlikka chidamlili nikel qotishmalarining kimyoviy tarkibi va qo'llanilishi, %

Legirlangan darajasi	C	Mn	Si	Cr		V		Ti		Al		Boshqa narsalar (ortiq emas)		Eslatma
	boshqa emas; boshqa ... bo'lmaydi; Endi yo'q
ХН77TУЮ ЭИ-437A)	0,06	0.4	0,6	19...22		-		2.3...2.7		0,55...0,95		4Fe; 0,01Ge		Turbinali disklar, gaz quvurlari
ХН70ВMTЮ (ЭИ617)	0,12	0,5	0,6	13...16		5...7		1.8...2.3		1.7...2.3		5Fe; 0,02B; 0,02Ge		Turbin pichoqlari
ХН67ВMTЮ (ЭП202)	0,08	0,5	0,6	17...20		4...5		2.2...2.8		1,0...1,5		4Fe; 0,01B; 0,01Ge; 4,5 oy		Turbin pichoqlari
ХН60ВMTЮ(EP539)	0,09	0,5	0,5	17...19		2,5...4,0		2.3...3.0		3...4		4Fe; 0,02B; 0,02Ge; 6 oy		Turbin pichoqlari
ХН75VMTЮ (ЭИ602)	0,08	0.4	0,8	19...22		-		0,35...0,75		0,35...0,75		3Fe; 0,2 Cu; 2 oy; 1,1Nb		Yonish kamerasi
ХН62MБВ	-	-	-	13...18		4...5		-		0,9...1,4		10Fe; 5 oy; 5Nb; 0,02Ge; 0,01Zr		Ko'krak qanotlari
Н70M27Ф (ЭП496)	0,05	0,5	0,2	0.3		-		-		-		4Fe; 27 oy; 1,7V		Quvurlar agressiv muhit
ХН65M16В (ЭП-567)	0,05	1.0	0,15	14...16		3.0...4.5		-		-		1Fe; 17 oy		Quvurlar agressiv muhit
Xastelloy Н (AQSh)	0,05	0,8	0.1	6...8		-		0,5		2		5Fe; 18 oy		Raketa terisi taФsilotlari
Inconel (AQSh)	0,04	0,18	0,27	17		-		1.0		0.3		19Fe; 3 oy; 0,1Co; 5(Nb+Kimga)		Raketa terisi taФsilotlari
MAR M211 (AQSh)	0,15	0,2	0,2	9		5.5		2.0		5		1,5Fe; 10Co; 2,5 oy; 2,7Nb; 0,05Zr; 0,015B; 3 oy; 15Co		Gaz turbinasi pichoqlari
Udimet-700 (AQSh)	0,15	-	-	13...17		-		3...4		3.7...4.7		1Fe; 0,1B; 20Co; 5,7 oy		Gaz turbinasi pichoqlari
Nimonic 80A (Angliya)	0,10	1.0	1.0	18...21		-		1.8...2.7		0,5...1,8		5Fe; 2Co		Gaz turbinasi pichoqlari
Nimonic 115 (Angliya)	0,15	-	-	o'n besh		-		to'rtta		5		3 oy; 15Co		Gaz turbinasi pichoqlari
ZS6K	0,20	0.4	0.4	10...12		4.5...5.5		4.5...5.5		5...6		2Fe; 0,02B; 4,5 oy; 5Co		Turbina pichoqlari va rotorlari

Bilan birga '-fazada, ajralish yoki ajralish tufayli donalar chegaralari bo'ylab ajralib turadigan va legirlanganlarning mo'rtlashishiga olib keladigan yon mos kelmaydigan fazalarning shakllanishi mumkin: -faza (NiTi),–Faza (FeCr), karbidlar (Me23C6 va Me6C), boridlar (Me3B2).
Kattalashgan holatda (yuqori haroratda qarish) legirlanganlar qattiqlashuv fazalarining koagulyatsiyasi tufayli issiqlikka chidamlililik va egiluvchanlikning oraliq qiymatlariga ega.


15.1. Nikelli qotishmalarini payvandlashda qiyinchiliklar
Ular payvand chokining bir fazali kristallanish xususiyatlari, dispersiyani chidamlilash va qarish jarayonining ЗТВidagi o'zgarishlar bilan bog'liq. Bu qiyinchiliklarga quyidagilar kiradi:
1. Chok metallining yuqori likvatsiya darajasi transkristalletligi.
2. ЗТВdagi o'zgarishlar.
3. Payvandlangan bo'g'inlardagi darzlar.
4. Ish paytida mo'rtlashuv.
Payvandlangan metallning birlamchi strukturasi asosiy metallning birlashtirilgan donalaralarining substratda - kattalashgan ustunli kristallarda yadrolanishi natijasida hosil bo'ladi, ularning raqobatbardosh o'sishi boshqa, noqulay yo'naltirilgan kristallardan chiqib ketishiga va ularning o'sishini to'xtatishga olib keladi.
Bir fazali kristallanishning bu xususiyatlari choklardagi kristallarning keskin kengayishiga olib keladi. Shu bilan birga payvandlangan metallning yuqori darajadagi heterojenligi kuzatiladi (29-jadval).

29-jadval

Payvandlangan metallning kimyoviy geterogenligi

Legirlangan darajasi	Geterogenlik koeffitsienti, Ks = Co/Cm
	Fe	Cr	Ni	Mn	Mo	Nb
Х20Н45M2Г6B	1.28	1.23	1.10	0,55	0,50	0,07
X20Н45M6Г2B	1.29	1.19	1.10	0,47	0,59	0,08
Х20Н45M6Г6B	1.17	1.30	1.11	0,60	0,58	0,14

Eslatma. So - dendritlar o'qlaridagi elementning konsentratsiyasi (%);
Sm - interaksal hajmlardagi elementlarning konsentratsiyasi (%).

Ajratishning asosiy natijasi kimyoviy tarkibning bir xilligi bo'lib, bu asosiy metalldagi fazalarga nisbatan payvand chokida kamroq samarali intermetalik fazalarning shakllanishiga olib keladi. Shunday qilib, qarish davrida titanning segregatsiya zonalarida ustun bo'linishi natijasida NiTi fazasi cho'kadi, bu esa issiqlikka nisbatan kam '-faza qarshilikka ega.

Bularning barchasi transkristalli choklarning paydo bo'lishiga olib keladi, ularning markazida yuqori payvandlash tezligida "kuchsiz zona" hosil bo'ladi - aniq zonal segregatsiyaga ega bo'lgan ikkita kristallanish jabhasining birlashmasi. Payvandlashning kam tezligida payvandning markazida kristallitlar hosil bo'ladi, ularning yon yuzlarida va kristallarning ikkita termoyadroviy zonasi paydo bo'ladi, ular ham qisqargan xususiyatlar bilan ajralib turadi.
ЗТВ quyidagi tarkibiy o'zgarishlarga uchraydi:
– bir jinsli legirlanganlarda donalarni qo‘pollashtirish;
- qattiqlik o'zgarishi bilan fiksatsiyalangan 900 ° C dan yuqori qizdirilgan zonada heterojen legirlanganlarda qotib qolish fazalarining erishi;
– haddan tashqari qarigan legirlanganlarda fazalarni eritish;
- haddan tashqari qarish (eski legirlanganlarni payvandlashda), chidamlilash bosqichlarining qo'pollashishiga olib keladi.
Ushbu salbiy hodisalarning rivojlanishi yuqori haroratli qizdirichning davomiyligiga, legirlanganning dastlabki holatiga va qizdirich vaqtida fazalarning barqarorligini belgilaydigan kimyoviy tarkibga bog'liq.
Bir hil nikel legirlanganlarini (Х20H45, ХH69BT, ХH78T turi) payvandlashda payvandlangan metallda kristallanish va subsolidus HT hosil bo'lishi mumkin.
Geterogen legirlanganlarni payvandlashda issiq nuqtalarning paydo bo'lishi ЗТВda ham mumkin, bu erda kam eriydigan suyuqliklar mavjudligi sababli TIE uzunligi katta va qo'pol taneli tuzilish tufayli kam egiluvchanlik.
HTning oldini metallurgiya usulida olish:

• 
  qotishmalarning tozaligini aralashmalar bilan oshirish (30-jadval);
  
• 
  legirlangan prokatida qayta kristallanishning to'liqligini cheklash, bu payvandlash paytida qayta kristallanishni boshlash va shunga mos ravishda payvandlash paytida ЗТВdagi donalar chegaralarining tezlashtirilgan migratsiyasi sharoitida segregatsiyani kamaytirish imkonini beradi;
  
• 
  austenitlangan yoki haddan tashqari qarigan holatda payvandlash (Vcr qiymati, chokning kimyoviy tarkibining o'zgarmasligiga qaramasdan, austenitlangan holatda payvandlashda 1,5..2 marta ortadi).
  

30-jadval
HT ning qarshiligiga eritish usulining ta'siri
Х20Y45M4D3БГ legirlangansini payvandlashda

Eritish usuli	tHT,С	TINIM,С	Vcr10-5, m/s
Induksion pechlarda	1238	100	0,95
Vakuumli yoyni qayta eritish	1268	71	1.02
Elektroslakni qayta eritish	1277	57	1.21

Darzlarni oldini olish Texnologik usullari:

• 
  payvandlashning issiqlik kiritishini minimal darajaga kamaytirish (erimaydigan elektrodli payvandlash, ЭЛС, lazer, impulsli yoy);
  
• 
  payvandlash tezligini cheklash;
  
• 
  choklarning birlamchi tuzilishini silliqlash (ultratovush, elektromagnit aralashtirish va boshqalar);
  
• 
  issiqlik o'tkazuvchi uskunalar va sovutish vositalaridan foydalanish (payvandlash vannaga bug '-havo aralashmasini etkazib berish).
  

Ko'p ishlatiladigan simlarning HT shakllanishiga qarshilik ko’rsatishi 31-jadvalda keltirilgan..
31-jadval
Payvandlangan metallning HT hosil bo'lishiga qarshiligi
va uning uzoq muddatli kuchi _D 800 C da

Chok tarkibi	Vcr, mm/min	D,MPa
		payvandlashdan keyin	700 da ta'sir qilishdan keyinC, 16 soat
ЭП-435 (Св-ХН78T)	1.0	ellik	-
ЭП-602 (Св-ХН75MБTЮ)	2.4	-	-
ЭП-868 (Св-ХН60ВT)	3.0	90	-
ЭП-367 (Св-06Х15Н60M15)	4.5	100	110
ЭП-533 (Св-08X20Н57M8В87)	4.0	-	230
ЭП-595 (Св-Х11Н60M23)	10.0	120	160

Payvandlashdan keyingi ishlov berish paytida darzlar paydo bo'lishi dispersion qattiqlashuv oralig'ida sekin qizdirich bosqichida bo’ladi. (Ti+Al) > 4% bo'lgan legirlanganlar payvandlangan bo'g'inlarni issiqlik bilan ishlov berishda yorilishga juda moyil. Issiqlik bilan ishlov berish jarayonida bunday zararga moyillikning qiyosiy bahosi 47 shaklda ko'rsatilgan.

Rasm. 47 Payvandlangan bo'g'inlarga issiqlik bilan ishlov berishda nikel legirlanganlarining darzlar hosil qilish tendentsiyasi.

Darzlar bo’lishiga moyillikni kamaytirishga quydagi usullarda erishiladi: qotishmalarni rafinatsiya qilishninf barcha usullari; ЗТВda donalarni maydalash; donalar segregatsiyalarini kamaytirish; payvandlash vaqtida yuqori haroratli qizdirich vaqtini qisqartirish; issiqlik bilan ishlov berish jarayonida qizdirich tezligini 80 °C / min va undan yuqori darajaga oshirish.

Ti o'rniga Nb bilan legirlanganlarda darzlar paydo bo'lishining oldini olish ham mumkin. Ti ni almashtirish birinchi bosqichda qarish intensivligini kamaytirishga imkon beradi, bu payvandlash kuchlanishini kamaytiradi va ikkinchi bosqichda qarishning issiqlikka chidamlililigini oshiradi.
Qattiqlashuv bilan ХН62MB8Ю (ЭП-709) kabi legirlanganlar '-faza Ni (Al, Nb) 800 °C gacha issiqlikka chidamlililigini saqlab, issiqlik bilan ishlov berish paytida yorilishga moyil emas.
Tsiklik yuqori haroratli yuklanish sharoitida yuqori haroratli mo'rtlashuv kuzatiladi, bunda pasayish kuzatiladi. _ichida va asosiy metall va payvandlangan birikmalarning egiluvchanligi.
Buning sababi:
- birlamchi MeC karbidlarining qatlamli shaklga ega bo'lgan va chegaralarda cho'kma bo'lgan ikkilamchi Me6C va Me23C6 ga aylanishi;
- donalar chegaralari bo'ylab legirlanganlarning diffuziya oksidlanishiga hissa qo'shadigan Me2O oksidlarining hosil bo'lishi;
- payvandlash jarayonida morfologiyaning '- faza yuqori haroratli deformatsiyalar natijasida o'zgarishi;
– ЗТВ dagi turli donali metall;
- payvandlash paytida ЗТВ da donalar aro sirpanish, inklyuziyalar yaqinida darzlar boshlanishiga olib keladi va chegaralarda dislokatsiyalar paydo bo'lganda hosil bo'lgan qadamlar.
Payvandlash paytida yuqori haroratli qizdirichning davomiyligi qanchalik qisqa bo'lsa va payvandlangan metall, ЗТВ va ​​asosiy metallning deformatsiyasiga qarshilik farqi qanchalik kichik bo'lsa, bu qaytarilmas o'zgarishlar qanchalik zaif rivojlansa, legirlanganlarning ekspluatatsion xususiyatlari va payvandlash qobiliyati shunchalik yuqori bo'ladi.
Agressiv muhit ta'siri ostida metallning mo'rtlashishi sulfid va donalaralararo korroziyadan kelib chiqadi.
Sulfid korroziyasi oqimida oltingugurt birikmalari ishtirokida kam eriydigan nikel sulfidlari NiS (Tmelt = 810 °C) hosil bo'lishi bilan bog'liq.
Sulfidlar kattaroq hajmga ega bo'lib, bu metallning bo'shashishiga va donalar chegaralari bo'ylab sulФidlarning kirib borishiga olib keladi, bu ayniqsa zich himoya plyonkalari bo'lmagan muhitni kamaytirishda kuchli. ЗТВ dagi donalar qanchalik katta bo'lsa, payvandlash paytida yuqori haroratli qizdirichning kuchlanishi va davomiyligi qanchalik katta bo'lsa, payvandlangan birikmaning asosiy metallga nisbatan gaz korroziyasiga qarshi chidamlililigi shunchalik kam bo'ladi.
MKK qattiq qotichmaning 550...750 °C oralig'ida parchalanishi va donalar chegaralarida C va Cr ning tarqalishi natijasida karbidlarning cho'kishi natijasida yuzaga keladi. Niobiy bilan doping, bo'g'inlar 550 ° C dan kam ishlaganda Nb / C > 20 nisbati va yuqori ish haroratida Nb / C > 40 ga asoslangan, payvand choklarining ICCga moyilligini pasayishiga yordam beradi.
radiatrsiya ta’sirida mo'rtlashuv neytronlar va - zarralar ta'siri ostida sodir bo'ladi. Bu holda, uzoq muddatli chidamlilik Co, N, B va boshqalarni o'z ichiga olgan dispers-qattiqlashtiruvchi qotishmalarda eng kuchli pasayadi radiatsiya dispers qattiqlashishiga moyil bo'lmagan bir hil qotishmalarga kamroq ta'sir qiladi. Ularning xossalari T = 0,5 Tm da tavlanishdan keyin tiklanadi.
Nurlangan materialning payvandlanishi (ta'mirlash vaqtida) g'ovaklikning oshishi, ЗТВda HT shakllanishi tufayli kamayadi.
Payvandlash materiallari va texnologiyasini tanlash choklarning heterojenligini va issiq nuqtalarning ko'rinishiga va payvandlangan bo'g'inlarning uzoq muddatli chidamliligiga ta'sir qiluvchi yuqori haroratli deformatsiyalar kontsentratsiyasini kamaytirishga qaratilgan bo'lishi kerak.