Materiallarning mexanik xususiyatlari
Materiallarning mexanik xususiyatlari tashqi yuklarga (kuchlanish, siqish, egilish, buralish, zarba, o'zgaruvchan kuchlanish va boshqalar) ta'sir qilganda turli xil muhit sharoitlarida (harorat, o'rta, namlik) materiallar tomonidan namoyon bo'ladigan mexanik xususiyatlarni anglatadi.
Zanglamaydigan po'latning mustahkamligi turli omillar bilan belgilanadi, ammo **eng muhim va asosiy omil qo'shilgan turli xil kimyoviy elementlarda**, birinchi navbatda metall elementlarda yotadi. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan turli xil turlari kimyoviy tarkibidagi farqlar tufayli o'ziga xos mustahkamlik xususiyatlarini namoyish etadi.
01 Kuch (Kuchlanish kuchi, Chiqish kuchi)
Martensitli zanglamaydigan po'lat
Martensitik zanglamaydigan po'lat oddiy qotishma po'latlarning qotib qolish xususiyatiga ega bo'lib, navlar va issiqlik bilan ishlov berish sharoitlarini tanlash orqali keng ko'lamli mexanik xususiyatlarga erishishga imkon beradi.
Martensitik zanglamaydigan po'latdan Fe-Cr-C tizimiga keng kiradi. Keyinchalik uni martensitik xromli zanglamaydigan po'lat va martensitik xrom-nikel zanglamaydigan po'latga tasniflash mumkin. Martensitik xromli zanglamaydigan po'latdan xrom, uglerod va molibden qo'shilishi natijasida mustahkamlik o'zgarishi tendentsiyalari, shuningdek martenzitik xrom-nikel zanglamaydigan po'latdagi nikel qo'shimchalarining mustahkamlik xususiyatlari quyida tavsiflanadi.
Martensitik xromli zanglamaydigan po'latda söndürülmüş va temperli sharoitlarda xrom miqdori ortib borishi ferrit tarkibini oshiradi va shu bilan qattiqlik va kuchlanish kuchini pasaytiradi. Past uglerodli martensitik xromli zanglamaydigan po'lat uchun tavlangan sharoitda xrom miqdorini oshirish qattiqlikni biroz yaxshilaydi va cho'zilishni biroz pasaytiradi. Ruxsat etilgan xrom tarkibida yuqori uglerod miqdori söndürmeden keyingi qattiqlikni oshiradi, lekin plastiklikni kamaytiradi. Molibden qo'shimchalari birinchi navbatda kuch, qattiqlik va ikkilamchi qattiqlashuv ta'sirini kuchaytiradi. Past haroratli söndürmeden so'ng, molibdenning ta'siri, odatda, 1% dan past bo'lgan holda, ayniqsa aniq bo'ladi.
Martensitik xrom-nikel zanglamaydigan po'latda ma'lum nikel tarkibi d-ferrit tarkibini kamaytiradi va qattiqlikni maksimal darajada oshiradi.
Martensitik zanglamaydigan po'latning kimyoviy tarkibi odatda 0.1% -1.0% uglerod va 12% -27% xrom, molibden, volfram, vanadiy va niobiy qo'shilishi bilan o'zgarib turadi. Uning tanasi markazlashtirilgan kubik tuzilishi yuqori haroratlarda kuchning tez pasayishiga olib keladi. Biroq, 600 ° C dan past bo'lsa, u zanglamaydigan po'latlar orasida eng yuqori haroratga chidamlilik va emirilishga qarshilik ko'rsatadi.
Ferritik zanglamaydigan po'lat
Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, xrom miqdori 25% dan past bo'lsa, ferrit tuzilmasi martensit hosil bo'lishini bostiradi, bu esa xrom miqdori ortishi bilan kuchning pasayishiga olib keladi. 25% dan yuqori, qattiq eritmaning mustahkamlanishi kuchni biroz yaxshilaydi. Yuqori molibden miqdori ferrit hosil bo'lishiga va a', s va ch fazalarining cho'kishiga yordam beradi, qattiq eritma orqali mustahkamlikni oshiradi. Biroq, bu ham tish sezgirligini oshiradi va qattiqlikni pasaytiradi. Molibden xromga qaraganda ferritli zanglamaydigan po'latning mustahkamligini oshirishga ko'proq hissa qo'shadi.
Ferritik zanglamaydigan po'lat odatda niobiy va titan qo'shilgan 11% -30% xromni o'z ichiga oladi. Zanglamaydigan po'latlar orasida eng past yuqori harorat kuchiga ega, ammo termal charchoqqa eng yuqori qarshilik ko'rsatadi.
Ostenitik zanglamaydigan po'lat
Ostenitik zanglamaydigan po'latda ko'paygan uglerod miqdori qattiq eritmani mustahkamlash orqali kuchni oshiradi.
Ostenitik zanglamaydigan po'lat xrom va nikelga asoslangan bo'lib, molibden, volfram, niobiy va titan qo'shiladi. Uning yuzga yo'naltirilgan kubik tuzilishi yuqori haroratlarda yuqori quvvat va o'rmalanish qarshiligini ta'minlaydi. Biroq, uning kattaroq termal kengayish koeffitsienti ferritik zanglamaydigan po'lat bilan solishtirganda yomon termal charchoq qarshiligiga olib keladi.
Dupleks zanglamaydigan po'lat
~25% xromli dupleks zanglamaydigan po'latning mexanik xususiyatlari bo'yicha tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, a+g ikki fazali mintaqada nikel miqdori ortib borishi g-fazali tarkibni oshiradi. Xrom miqdori 5% bo'lsa, oqish kuchi eng yuqori darajaga etadi va 10% nikelda maksimal quvvatga erishiladi.
02 O'rmalanish kuchi
O'rmalanish doimiy stress ostida vaqtga bog'liq deformatsiyani anglatadi. Yuqori haroratlarda yuqori yuklar o'rmalanish tezligini tezlashtiradi. Aksincha, pastroq haroratlar emirilishni sekinlashtiradi, chegara haroratidan pastroq esa o'rmalanish ahamiyatsiz bo'ladi. Sof temir uchun bu chegara ~ 330 ° C, zanglamaydigan po'lat uchun (mustahkamlash choralari tufayli) 550 ° C dan oshadi.
Eritish, deoksidlanish, qotib qolish, issiqlik bilan ishlov berish va qayta ishlash kabi omillar o'rmalash xususiyatlariga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Misol uchun, AQShda 18-8 zanglamaydigan po'lat bo'yicha o'tkazilgan sinovlar bir xil ingotdan olingan namunalar uchun yorilish vaqtida ~ 11% standart og'ishini aniqladi, turli xil quymalardan olingan namunalar esa ikki baravar kattaroq og'ishlarni ko'rsatdi. 0Cr18Ni11Nb po'latidagi nemis sinovlari 49⁵ soat davomida <118 MPa dan 10 MPa gacha bo'lgan emirilish kuchini ko'rsatdi, bu sezilarli o'zgaruvchanlikni ko'rsatadi.
03 Charchoq kuchi
Yuqori haroratli charchoq yuqori haroratlarda tsiklik stress ostida materialning buzilishini o'z ichiga oladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, 10⁸-tsikl yuqori haroratli charchoq kuchi bir xil haroratda yuqori haroratli tortishish kuchining taxminan yarmini tashkil qiladi.
Termik charchoq isitish (kengaytirish) va sovutish (qisqarish) paytida yuzaga keladi, bu erda cheklangan termal deformatsiya tufayli ichki stresslar rivojlanadi. Tez termal aylanish zarbaga o'xshash stresslarni keltirib chiqaradi, bu potentsial ravishda mo'rt buzilishga (termal zarba) olib keladi. Termal charchoq sezilarli plastik kuchlanishni o'z ichiga olgan bo'lsa-da, termal zarba birinchi navbatda mo'rt sinishni keltirib chiqaradi.
Tarkibi va issiqlik bilan ishlov berish yuqori haroratli charchoq kuchiga ta'sir qiladi. Ko'tarilgan uglerod miqdori, eritmaning issiqlik bilan ishlov berish harorati kabi, charchoq kuchini sezilarli darajada yaxshilaydi. Ferritik zanglamaydigan po'latlar odatda yuqori termal charchoqqa chidamliligini namoyish etadi. Ostenitik navlar orasida yaxshi yuqori haroratli egiluvchanlikka ega yuqori kremniyli po'latlar eng yaxshi ishlaydi.
Issiqlik kengayish koeffitsientlari pastroq bo'lgan materiallar, har bir termal tsikl uchun kichikroq kuchlanish, past deformatsiyaga chidamlilik va yuqori sinish kuchi uzoqroq charchoq muddatini namoyish etadi. Misol uchun, martensitik 1Cr17 zanglamaydigan po'lat eng uzun charchoq muddatiga ega, 0Cr19Ni9 va 2Cr25Ni20 kabi ostenitik navlar esa eng qisqa vaqtga ega. To'qimalar zarbdan ko'ra termal charchoqning buzilishiga ko'proq moyil bo'ladi.
Xona haroratida 10⁷-tsikl charchoq kuchi valentlik kuchining qariyb yarmini tashkil qiladi. Charchoq kuchi xona va yuqori harorat o'rtasidagi minimal o'zgarishlarni ko'rsatadi.
04 Ta'sirga chidamliligi
Ta'sirga chidamlilik zarbani yuklash paytida so'rilgan energiyani anglatadi. Zanglamaydigan po'latdan quyma maraj uchun, 5% nikel miqdorida zarbaga chidamlilik past bo'ladi. Nikelni oshirish kuch va qattiqlikni yaxshilaydi, lekin qiymatlar yana 8% nikeldan oshib ketadi. Martensitik xrom-nikel zanglamaydigan po'latga molibden qo'shilishi, mustahkamlikni buzmasdan kuchini oshiradi.
Ferritik zanglamaydigan po'latda molibdenning yuqori miqdori kuchni oshiradi, lekin tirqish sezgirligini oshiradi va qattiqlikni pasaytiradi.
Barqaror ostenitik tuzilmalarga ega bo'lgan ostenitik xrom-nikel zanglamaydigan po'latlar mukammal qattiqlikni (ham xona haroratida, ham kriogen haroratda) namoyon qiladi, bu ularni turli muhitlarga moslashtiradi. Barqaror ostenitik xrom-marganets po'latlariga nikel qo'shilishi qattiqlikni yanada yaxshilaydi.
Ikki tomonlama zanglamaydigan po'latda zarba chidamliligi nikel miqdori bilan ortadi, odatda a+g ikki fazali mintaqada 160-200 J orasida barqarorlashadi.