Кафшери пӯлоди зангногир

Кафшери пӯлоди зангногир

1. Қобилияти часпидан

Мушкили асосии кафшери пӯлоди зангногир дар он аст, ки плёнкаи оксид дар рӯи он ба тар шудан ва паҳншавии кафшер таъсири ҷиддӣ мерасонад. Пӯлодҳои гуногуни зангногир миқдори назарраси Cr доранд ва баъзеи онҳо инчунин Ni, Ti, Mn, Mo, Nb ва дигар унсурҳоро дар бар мегиранд, ки метавонанд дар рӯи он оксидҳои гуногун ё ҳатто оксидҳои таркибӣ ташкил кунанд. Дар байни онҳо, оксидҳои Cr2O3 ва TiO2-и Cr ва Ti хеле устуворанд ва хориҷ карданашон душвор аст. Ҳангоми кафшер дар ҳаво, барои тоза кардани онҳо бояд флюси фаъол истифода шавад; Ҳангоми кафшер дар атмосфераи муҳофизатӣ, плёнкаи оксидро танҳо дар атмосфераи тозагии баланд бо нуқтаи шабнами паст ва ҳарорати кофӣ баланд кам кардан мумкин аст; Дар кафшери вакуумӣ, барои ба даст овардани таъсири хуби кафшер вакуум ва ҳарорати кофӣ лозим аст.

Мушкили дигари кафшери пӯлоди зангногир дар он аст, ки ҳарорати гармкунӣ ба сохтори металли асосӣ таъсири ҷиддӣ мерасонад. Ҳарорати гармкунии кафшери пӯлоди зангногири аустенитӣ набояд аз 1150 ℃ баландтар бошад, вагарна доначаҳо ба таври ҷиддӣ афзоиш меёбанд; Агар пӯлоди зангногири аустенитӣ унсури устувори Ti ё Nb надошта бошад ва миқдори зиёди карбон дошта бошад, кафшер дар ҳарорати ҳассосият (500 ~ 850 ℃) низ бояд пешгирӣ карда шавад. Барои пешгирӣ аз коҳиши муқовимати зангзанӣ аз сабаби боришоти карбиди хром. Интихоби ҳарорати кафшер барои пӯлоди зангногири мартенситӣ сахттар аст. Яке аз онҳо мувофиқат кардани ҳарорати кафшер бо ҳарорати хомӯшкунӣ аст, то раванди кафшерро бо раванди коркарди гармӣ якҷоя кунад; Дигаре ин аст, ки ҳарорати кафшер бояд аз ҳарорати обутоб пасттар бошад, то металли асосӣ ҳангоми кафшер нарм нашавад. Принсипи интихоби ҳарорати кафшери пӯлоди зангногири сахтшавии боришот бо принсипи пӯлоди зангногири мартенситӣ якхела аст, яъне ҳарорати кафшер бояд бо системаи коркарди гармӣ мувофиқат кунад, то хосиятҳои беҳтарини механикиро ба даст орад.

Илова бар ду мушкилоти асосии дар боло зикршуда, ҳангоми кафшер кардани пӯлоди зангногири аустенитӣ, махсусан ҳангоми кафшер кардан бо металли пуркунандаи руҳи мисӣ, майли кафидани фишор вуҷуд дорад. Барои пешгирӣ аз кафидани фишор, пеш аз кафшер кардан, қисми корӣ бояд бо фишори паст тафсонида шавад ва ҳангоми кафшер кардан қисми корӣ бояд яксон гарм карда шавад.

2. Маводи кафшерӣ

(1) Мувофиқи талаботи истифодаи кафшерҳои пӯлоди зангногир, металлҳои пуркунандаи кафшери маъмулан истифодашаванда барои кафшерҳои пӯлоди зангногир инҳоянд: металли пуркунандаи кафшери сурб аз қалъагӣ, металли пуркунандаи кафшери дар асоси нуқра, металли пуркунандаи кафшери дар асоси мис, металли пуркунандаи кафшери дар асоси манган, металли пуркунандаи кафшери дар асоси никел ва металли пуркунандаи кафшери дар асоси металлҳои қиматбаҳо.

Кафшери сурби қалъагӣ асосан барои кафшери пӯлоди зангногир истифода мешавад ва он барои доштани миқдори зиёди қалъагӣ мувофиқ аст. Ҳар қадар миқдори қалъагии кафшер баландтар бошад, ҳамон қадар намнокии он дар пӯлоди зангногир беҳтар аст. Қувваи буриши пайвандҳои пӯлоди зангногири 1Cr18Ni9Ti, ки бо якчанд кафшерҳои маъмулии сурби қалъагӣ кафшер карда шудаанд, дар Ҷадвали 3 оварда шудааст. Аз сабаби қувваи пасти пайвандҳо, онҳо танҳо барои кафшери қисмҳое истифода мешаванд, ки иқтидори борбардории хурд доранд.

Ҷадвали 3 Мустаҳкамии буриши пайванди пӯлоди зангногири 1Cr18Ni9Ti, ки бо кафшери сурби қалъагӣ кафшер карда шудааст

Металлҳои пуркунанда дар асоси нуқра металлҳои пуркунандае мебошанд, ки маъмултарин барои кафшер кардани пӯлоди зангногир мебошанд. Дар байни онҳо, металлҳои пуркунанда аз руҳи мис ва руҳи мис ва кадмий васеъ истифода мешаванд, зеро ҳарорати кафшер ба хосиятҳои металли асосӣ таъсири кам мерасонад. Мустаҳкамии пайвандҳои пӯлоди зангногири ICr18Ni9Ti, ки бо якчанд кафшерҳои маъмулии нуқра кафшер карда шудаанд, дар Ҷадвали 4 оварда шудааст. Пайвандҳои пӯлоди зангногир, ки бо кафшерҳои нуқра кафшер карда шудаанд, дар муҳити хеле зангзананда кам истифода мешаванд ва ҳарорати кории пайвандҳо одатан аз 300 ℃ зиёд нест. Ҳангоми кафшер кардани пӯлоди зангногир бе никел, барои пешгирии зангзании пайванди кафшершуда дар муҳити намнок, металли пуркунанда бо никели бештар, ба монанди b-ag50cuzncdni, истифода мешавад. Ҳангоми кафшер кардани пӯлоди зангногири мартенситӣ, барои пешгирии нарм шудани металли асосӣ, металли пуркунанда бо ҳарорати кафшеркунӣ на бештар аз 650 ℃, ба монанди b-ag40cuzncd, истифода мешавад. Ҳангоми кафшер кардани пӯлоди зангногир дар атмосфераи муҳофизатӣ, барои тоза кардани плёнкаи оксидӣ аз рӯи он, флюси худкафшеркунандаи литий, ба монанди b-ag92culi ва b-ag72culi, истифода бурдан мумкин аст. Ҳангоми кафшер кардани пӯлоди зангногир дар вакуум, барои он ки металли пуркунанда ҳанӯз ҳам тар шавад, вақте ки он унсурҳоеро ба монанди Zn ва CD надорад, ки ба осонӣ бухор мешаванд, металли пуркунандаи нуқрагинро, ки унсурҳоеро ба монанди Mn, Ni ва RD доранд, интихоб кардан мумкин аст.

Ҷадвали 4 мустаҳкамии пайванди пӯлоди зангногири ICr18Ni9Ti, ки бо металли пуркунандаи асоси нуқра часпонида шудааст

Металлҳои пуркунандаи кафшери мисӣ, ки барои кафшери пӯлодҳои гуногун истифода мешаванд, асосан мисҳои холис, никели мисӣ ва кобальти мисӣ-марганец мебошанд. Металли пуркунандаи кафшери мисии холис асосан барои кафшер дар зери муҳофизати газ ё вакуум истифода мешавад. Ҳарорати кории пайванди пӯлоди зангногир аз 400 ℃ зиёд нест, аммо пайванд муқовимати оксидшавӣ дорад. Металли пуркунандаи кафшери никели мисӣ асосан барои кафшери аланга ва кафшери индуксионӣ истифода мешавад. Мустаҳкамии пайванди пӯлоди зангногири 1Cr18Ni9Ti, ки кафшер карда шудааст, дар Ҷадвали 5 нишон дода шудааст. Дидан мумкин аст, ки пайванд ҳамон қуввате бо металли асосӣ дорад ва ҳарорати корӣ баланд аст. Металли пуркунандаи кафшери CuMnco асосан барои кафшери пӯлоди зангногири мартенситӣ дар атмосфераи муҳофизатӣ истифода мешавад. Мустаҳкамии пайванд ва ҳарорати корӣ бо металли пуркунандаи тиллоӣ кафшершуда қобили муқоиса аст. Масалан, пайванди пӯлоди зангногири 1Cr13, ки бо кафшери b-cu58mnco кафшер карда шудааст, ҳамон сифате дорад, ки ҳамон пайванди пӯлоди зангногир бо кафшери b-au82ni кафшер карда шудааст (нигаред ба Ҷадвали 6), аммо арзиши истеҳсолот хеле кам мешавад.

Ҷадвали 5 Мустаҳкамии буриши пайванди пӯлоди зангногири 1Cr18Ni9Ti, ки бо металли пуркунандаи асосии мисии ҳарорати баланд кафшер карда шудааст

Ҷадвали 6 Мустаҳкамии буриши пайванди кафшершудаи пӯлоди зангногири 1Cr13

Металлҳои пуркунандаи кафшери дар асоси марганец асосан барои кафшери бо газ муҳофизатшуда истифода мешаванд ва тозагии газ бояд баланд бошад. Барои пешгирӣ аз афзоиши донаҳои металли асосӣ, бояд металли пуркунандаи кафшери мувофиқ бо ҳарорати кафшери камтар аз 1150 ℃ интихоб карда шавад. Таъсири қаноатбахши кафшерро барои пайвандҳои пӯлоди зангногир, ки бо кафшери дар асоси марганец кафшер карда шудаанд, ба даст овардан мумкин аст, чунон ки дар Ҷадвали 7 нишон дода шудааст. Ҳарорати кории пайванд метавонад ба 600 ℃ расад.

Ҷадвали 7 Мустаҳкамии буриши пайванди пӯлоди зангногири lcr18ni9fi, ки бо металли пуркунандаи марганец часпонида шудааст

Вақте ки пӯлоди зангногир бо металли пуркунандаи никелӣ кафшер карда мешавад, пайванд дорои сифати хуби ҳарорати баланд аст. Ин металли пуркунанда одатан барои кафшери бо газ муҳофизатшуда ё кафшери вакуумӣ истифода мешавад. Барои бартараф кардани мушкилоте, ки дар пайванди кафшершуда пайвастагиҳои бештар шикананда ҳангоми ташаккули пайванд ба вуҷуд меоянд, ки қувват ва пластикии пайвандро ба таври ҷиддӣ коҳиш медиҳад, фосилаи пайванд бояд ба ҳадди ақал расонида шавад, то унсурҳои марҳилаи шиканандаи ба осонӣ ташаккулёбанда дар кафшер пурра ба металли асосӣ паҳн шаванд. Барои пешгирӣ аз пайдоиши афзоиши донаҳои металли асосӣ аз сабаби муддати тӯлонии нигоҳдорӣ дар ҳарорати кафшер, чораҳои раванди нигоҳдории кӯтоҳмуддат ва коркарди диффузионӣ дар ҳарорати пасттар (дар муқоиса бо ҳарорати кафшер) пас аз кафшер андешида шаванд.

Металлҳои пуркунандаи кафшери металлии қиматбаҳо, ки барои кафшери пӯлоди зангногир истифода мешаванд, асосан металлҳои пуркунандаи тиллоӣ ва металлҳои пуркунандаи дорои палладийро дар бар мегиранд, ки маъмултаринашон b-au82ni, b-ag54cupd ва b-au82ni мебошанд, ки таршавии хуб доранд. Пайванди пӯлоди зангногири кафшершуда қувваи баланди ҳарорати баланд ва муқовимати оксидшавӣ дорад ва ҳарорати максималии корӣ метавонад ба 800 ℃ расад. B-ag54cupd хусусиятҳои монанд ба b-au82ni дорад ва нархи он паст аст, аз ин рӯ он майл ба иваз кардани b-au82ni дорад.

(2) Сатҳи пӯлоди зангногир дар атмосфераи флюс ва кӯра дорои оксидҳо ба монанди Cr2O3 ва TiO2 мебошад, ки онҳоро танҳо бо истифода аз флюс бо фаъолияти қавӣ тоза кардан мумкин аст. Вақте ки пӯлоди зангногир бо кафшери сурби қалъагӣ кафшер карда мешавад, флюси мувофиқ маҳлули обии кислотаи фосфорӣ ё маҳлули кислотаи хлоридии оксиди руҳ мебошад. Вақти фаъолияти маҳлули обии кислотаи фосфорӣ кӯтоҳ аст, аз ин рӯ усули кафшери гармкунии зуд бояд истифода шавад. Флюсҳои Fb102, fb103 ё fb104 метавонанд барои кафшери пӯлоди зангногир бо металлҳои пуркунандаи асоси нуқра истифода шаванд. Ҳангоми кафшери пӯлоди зангногир бо металли пуркунандаи асоси мис, флюси fb105 аз сабаби ҳарорати баланди кафшер истифода мешавад.

Ҳангоми кафшер кардани пӯлоди зангногир дар кӯра, аксар вақт атмосфераи вакуумӣ ё атмосфераи муҳофизатӣ, ба монанди гидроген, аргон ва аммиаки таҷзияшаванда истифода мешаванд. Ҳангоми кафшер кардани вакуумӣ, фишори вакуумӣ бояд аз 10-2Pa пасттар бошад. Ҳангоми кафшер кардан дар атмосфераи муҳофизатӣ, нуқтаи шабнами газ набояд аз -40 ℃ баландтар бошад. Агар тозагии газ кофӣ набошад ё ҳарорати кафшеркунӣ баланд набошад, миқдори ками ҷараёни кафшери газ, ба монанди трифториди бор, метавонад ба атмосфера илова карда шавад.

2. Технологияи кафшеркунӣ

Пӯлоди зангногирро пеш аз кафшер кардан бояд бодиққаттар тоза кард, то ҳама гуна қабати равған ва равғанро тоза кунад. Беҳтар аст, ки фавран пас аз тоза кардан кафшер кунед.

Кафшери пӯлоди зангногир метавонад усулҳои гармкунии оташ, индуксия ва муҳити оташдонро истифода барад. Кӯраи кафшер дар оташдон бояд системаи хуби назорати ҳарорат дошта бошад (инҳирофи ҳарорати кафшер бояд ± 6 ℃ бошад) ва онро зуд хунук кардан мумкин аст. Вақте ки гидроген ҳамчун гази муҳофизатӣ барои кафшер истифода мешавад, талабот ба гидроген аз ҳарорати кафшер ва таркиби металли асосӣ вобаста аст, яъне ҳар қадар ҳарорати кафшер пасттар бошад, металли асосӣ ҳамон қадар стабилизатор дорад ва нуқтаи шабнами гидроген ҳамон қадар пасттар аст. Масалан, барои пӯлодҳои зангногири мартенситӣ ба монанди 1Cr13 ва cr17ni2t, ҳангоми кафшер дар 1000 ℃, нуқтаи шабнами гидроген бояд аз -40 ℃ пасттар бошад; Барои пӯлоди зангногири 18-8 хром-никел бе стабилизатор, нуқтаи шабнами гидроген бояд ҳангоми кафшер дар 1150 ℃ аз 25 ℃ пасттар бошад; Аммо, барои пӯлоди зангногири 1Cr18Ni9Ti, ки дорои стабилизатори титан аст, нуқтаи шабнами гидроген ҳангоми кафшеркунӣ дар ҳарорати 1150 ℃ бояд аз -40 ℃ пасттар бошад. Ҳангоми кафшеркунӣ бо муҳофизати аргон, тозагии аргон бояд баландтар бошад. Агар мис ё никел дар сатҳи пӯлоди зангногир пӯшонида шуда бошад, талабот ба тозагии гази муҳофизатӣ метавонад кам карда шавад. Барои таъмини тоза кардани плёнкаи оксид дар сатҳи пӯлоди зангногир, инчунин ҷараёни гази BF3 илова карда мешавад ва кафшери худҷабҳаи литий ё бор низ метавонад истифода шавад. Ҳангоми кафшеркунии пӯлоди зангногир бо вакуум, талабот ба дараҷаи вакуум аз ҳарорати кафшеркунӣ вобаста аст. Бо афзоиши ҳарорати кафшеркунӣ, вакууми зарурӣ метавонад кам карда шавад.

Раванди асосии коркарди пӯлоди зангногир пас аз кафшеркунӣ тоза кардани ҷараёни боқимонда ва ингибитори ҷараёни боқимонда ва дар ҳолати зарурӣ анҷом додани коркарди гармии пас аз кафшеркунӣ мебошад. Вобаста ба усули кафшеркунӣ ва флюси боқимондаро бо об шустан, тоза кардани механикӣ ё кимиёвӣ кардан мумкин аст. Агар абразив барои тоза кардани флюси боқимонда ё плёнкаи оксид дар минтақаи гармшуда дар наздикии пайванд истифода шавад, бояд қум ё дигар зарраҳои майдаи ғайриметаллӣ истифода шаванд. Қисмҳое, ки аз пӯлоди зангногири мартенситӣ ва пӯлоди зангногири сахткунандаи боришот сохта шудаанд, пас аз кафшеркунӣ ба коркарди гармӣ мувофиқи талаботи махсуси мавод ниёз доранд. Пайвандҳои пӯлоди зангногир, ки бо металлҳои пуркунандаи NiCrB ва NiCrSi кафшер карда шудаанд, аксар вақт пас аз кафшеркунӣ бо коркарди гармии диффузионӣ коркард карда мешаванд, то талабот ба фосилаи кафшеркунӣ кам карда шавад ва сохтори микросохтор ва хосиятҳои пайвандҳо беҳтар карда шаванд.