21. Криогенді болаттар. Сыныпталуы.

Төменгі температурадағы аспаптық болаттар екі топқа бөлінеді. Бірінші топқа төменгі климаттық температураларда пайдалануға арналған болаттар кіреді (600 С- қа дейін). Бұл солтүстік орындалудағы деп аталатын болаттар. Екінші топ болаттарын қайнау температурасы 800-тен 2690-қа дейінгі (көмірсутегі, оттегі, азот, сутегі, гелий және т.б.) күйдірілген газдарды алу мақсатында, сақтау және тасымалдау үшін арналған құрылғыларда және мәшинелерде пайдаланады. Екінші топ болаттарын криогенді болаттар деп атайды. Жұмыстық температурада морт сынғыштыққа жоғары қарсыластық криогенді болаттарға қойылатын негізгі талап болып табылады. Мұндай болаттардың бастапқы суықсынғыштық температурасы жұмыстық температуралардан төмен болуы керек.

Хромникельді аустенитті болаттарда 18-ден 25%-ға дейін Сr және 8-ден 25% дейін Ni болады.Оларға 08Х18Н8; 08Х18Н10; 08Х18Н20 және басқалары жатады. Хром мен никель мартенситтік түрленудің Мб температурасын төмендететіндіктен болаттар төменгі температураларда аустенит құрылымын сақтайды.

Криогенді болаттардың термиялық өңделуі бірдей: 1050-1150⁰С суда біртекті аустенитті құрылым алу үшін шынықтыру.

Төменгі температураларда (196⁰С) жұмыс істеуде сонымен қатар құрамында 3,5-9 % Ni және 0,06 % С бар темірникельді қорытпалар да (болаттар) кеңінен қолданылуда. Никель темірдің суықсынғыштығының бастапқы температурасын төмендетеді және оның морт сынғыштыққа бейімділігін азайтады

3-4 % Ni темірге (0,06 % С) қосу суықсынғыштықты 40-тан - 120 °С-қа дейін төмендетеді. 6-9% Ni қорытпалардың суықсынғыштығы(-180) - (-190 °С). Аталған топқа никельді болаттар ОН6 (6-7 % Ni; 0,06 % С) және ОН9 (8,5-9,5 % Ni; 0,06 % С) жатады. Олардың құрылымы никельмен легірленген ферритке ие. Болаттар үнемді легірленген, технологиялық қасиеті, пісірілігіштігі жақсы бөлме температурасында хромникельді аустенитті болаттарға қарағанда беріктік қасиеттері жақсы.

22. Қосынды жақсартылған болаттардың ентаңбасы және олардың қасиеттері. Хром-никельді және хром-никель-молибденді (вольфрамды) болаттар.

Перлитті сыныпқа құрамында перлиті бар болаттар жатады. Осы топқа эвтектоидқа дейінгі, эвтектоидты және эвтектоидтан кейінгі болаттар жатады.

Аустенитті сыныпқа тепе-теңдік құрылымы аустенит болатын көміртекпен бірге аустениттің құрамына легірлеуші құрауыштар да енеді.

Аустенитті болаттарды түзейтін легірлеуші құрауыштар, мысалы: Mn, Ni

А₄- нүктесінің температурасын жоғарылататын және А₃- температурасын да төмендететін гамма-фазалық аймағын кеңітетін легірлеуші құрауыштар жатады.

Ферритті сыныпқа жататын легірлеуші болаттардың құрылымы- феррит. Осындай топты түзетін құрауыштарға Cr, W, Mb, А₄-те төмендетеді, А₃-те жоғарылатады және гамма-фаза аймағында жабылады. Жартылай ферритті және жартылай аустенитті жоғары құрылымды болатта легірлеуші элементтер пайда болады, олардың құрылымы ферриттен және аустениттен тұрады, бұл болатта альфа-гамма айналым жиі өтеді.

Ледибуритті сыныпталудың құрылымы құйма күйінде ледибурит эфтектикалы болады. Бұл болаттардың құрылымын ақ шойын деп қарастыруға болады, бірақ салыстырмалы аз құрамды көміртек (2% С-ке дейін) болады және пластикалық деформацияға ұшырайтын болаттарға жатқызуға болады.

Темір – көміртек – қосынды құралғыш үштік жүйедегі құрылымдық сынып бойынша болаттардың сыныпталуы.

Легірленген болат құрылымы бойынша суытқаннан кейін ауада 3 негізгі сыныпқа бөлінеді: перлитті, ЛЭ аз құрамдалуымен сипатталады, мартекситті, ЛЭ едәуір көп құрамдалумен сипатталады, аусиенитті, ЛЭ жоғары құрамды болып сипатталады.

Химиялық құрылымы бойынша болаттардың сыныпталуы. Болаттардың химиялық құрылымының түрлілігіне байланысты көміртекті және легірлеуші болып ажыратылады. Көміртекті болаттар мынандай болуы мүмкін:

А) аз көміртекті, яғни құрамында 0,25% С бар

Б) орташа көміртекті, көміртектің құрамы 0,25-0,60%

В) жоғары көміртекті, көміртектің концентрациясы 0,60% өседі

Легірленген болаттар мыналарға бөлінеді:

а) төмен легірлуші, легірлеуші элементтің құрамы 2,5%-ке дейін

б) орташа легірлеуші, олардың құрамына 2,5-10%-ке дейін легірлеуші элементтер кіреді

в) жоғары легірленген құрамында 10% легірлеуші элемент кіреді.

4 Атқаратын міндеті бойынша болаттар:

1) Конструкциялық, құрылыстық және машина жасау бұйымдарды жасауға арналады;

2) Аспаптық, кесуші, қалыптау және т.б. құрал-саймандарды жасайды. Бұл болаттардың құрамында 0,65% С болады;

3) Ерекше физикалық қасиетімен, мысалы, аз коэффициентті кеңейу сызығы эәне нақтылы магниттік сипаттамамен электротехникалық болат, супреинвар;Ерекше химиялық қасиетімен, мысалы, тот баспайтын, ыстыққа төзімді немесе ыстыққа берік болаттар.

Болаттардың ентаңбалануы. Сапасы бойынша болаттарды келесі топтарға бөлуге болады. Құрамына тәуелді зиянды қоспа: күкірт және фосфорлық болат мыналарға бөлінеді:

1. Жай болаттың сапасы, құрамында 0,06℅ күкірт және 0,07℅ фосфор;

2. Сапалы - әр қайсысы бөлек 0,035℅ күкірт және фосфор;

3. Жоғары сапалы – 0,025℅ күкірт және фосфор;

4. Ерекше жоғары сапалы – 0,025℅ фосфор және 0,015℅ күкірт.

4.Қышқылдану дәрежесі. Болаттардан оттегіні жою дәрежесі, яғни оның қышқылдану дәрежесі бар болғанда:

1. Тыныш болат, яғни толық қышқылдану, бұдай болаттардың таңбасының соңында «Сп» әріпімен белгіленеді;

2. Қайнаған болат, әлсіз қышқылдар «Кп» әрпімен таңбаланады;

3. Жоғарыда айтылған екі болаттың арасында аралық жағдайда орналасқан жартылай тыныш болат «пс» әрпімен белгіленеді.

Жай сапалы болаттарды жеткізуі бойынша 3 топқа бөлінеді:

1. А тобының болаттары тұтынушыларға механикалақ құрамы бойынша жеткізіледі (мұндай болат фосфор немесе күкірттің жоғары сапасына ие болуы мүмкін)

2. Б тобының болаттары – химиялық құрамы бойынша

3. В тобының болаттары – кепілдікпен берілген механикалық қасиеті мен химиялық құрамы.

Легірлеуші элемент әріппен белгіленгеннен кейін сан тұрса, онда ол осы элементтің құрамын процентпен көрсетеді. Егер сан болмаса, онда болаттың құрамында 0,8-1,5℅ легірлеуші элемент болады, ванадий мен молибденді ескермегенде (әдетте құрамында тұз 0,2-0,3℅) сол сияқты бор (Р әріпті болатта 0,0010℅ төмен болмауы керек)

Жоғары сапалы болаттың таңбасы соңында А әрпімен белгіленеді (бұл әріп таңбаның ортасында азот бар екенін көрсетеді, ол болатқа әдейі негізделген) ерекше жоғары сапалының таңбасынан кейін, 3 әріптен кейін «Ш» әрпімен жазылады.

Шарикті мойынтіректі болат «ШХ» таңбаланған әріптен кейін хромның құрамында үлесі ондық процент екенін көрсетеді:

Тез кесілетін болат – «Р» әрпімен белгіленеді, келесі сан құрамында қанша процент вольфрам бар екенін көрсетеді:

Автоматты болат – А әрпімен және санмен белгінеді, орташа көміртектің құрамын үлесін жүздік процентте көрсетеді

Хромникельді болаттар құрамында никель болғандықтан оның шынықтыру тереңдігі артады, сондықтан бұл болаттардан көп күш түсуге төзімді бөлшектер жасалады. Зауыттарда беріктігі мен тұтқырлығы жоғары 12X12, 12ХНЗА, 12Х2Н4А, 20ХНЗА, 20ХН, 30ХНЗА, 40ХН, 45ХН, 50ХН маркалы болаттар шығарылады.

Хромды – никельді – молибденді (вольфрамды) болаттарды 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА) аса жоғары жүктемелерге түсетін тетіктерді дайындау үшін қолданады. Бұл болаттардың 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА) жоғары өзіндік құны және термиялық өңдеудің өте күрделі түрін қолдану кемшілігі болыптабылады.