Ինչպե՞ս տարբերել բարձրորակ ածխածնային պողպատը սովորական ածխածնային պողպատից

Ածխածնի պարունակությունը. ածխածնային պողպատի որակի որոշիչ գործոնը

Քանակական մեթոդներ. այրման վերլուծություն և օպտիկական էմիսիոն սպեկտրոմետրիա (OES)

Ճշգրտ ածխածնի չափումներ ստանալը նրա է, ինչը բարձրորակ ածխածնային պողպատը առանձնացնում է մյուսներից: Այսօրվա դրությամբ լաբորատորիաները դեռևս հիմնվում են այրման վերլուծության վրա՝ որպես իրենց առաջնային մեթոդ: Այս գործընթացը հիմնականում այրում է նմուշի նյութը և չափում արտադրված CO2-ի քանակը, որի արդյունքում ստացվում են ճշգրտությամբ մոտավորապես ±0,05 %-ով ածխածնի պարունակության ցուցմունքներ: Սակայն երբ ժամանակը կարևոր է, շատերը դիմում են Օպտիկական Էմիսիոն Սպեկտրոմետրիային (OES): Այս մեթոդը մետաղի մակերևույթին էլեկտրական կայծերով ազդելով կարդում է արտադրված լուսային նմուշները՝ մեկ րոպեից պակաս ժամանակում որոշելու ածխածնի մակարդակը: Երկու մեթոդներն էլ հայտնաբերում են այն փոքրիկ խառնուրդները, որոնք կարող են վնասել պողպատի հատկությունները: Շատ գործարաններ օրվա ընթացքում որակի ստուգման համար ընդունել են OES-ը՝ նրա արագության շնորհիվ: Համառոտ արտադրողները նաև երկու անգամ ստուգում են բոլոր ցուցանիշները՝ համեմատելով դրանք ASTM E1019 ստանդարտների հետ, որպեսզի համոզվեն, որ իրենց պողպատը բավարարում է բոլոր պահանջներին՝ կամուրջների կառուցման կամ ճնշման տանկերի արտադրության նման կարևոր աշխատանքների համար, որտեղ ձախողումը չի թույլատրվում:

Արագ դաշտային ստուգում. Կայծային փորձարկում և վիզուալ-մետաղագիտական համապատասխանություն

Եթե լաբորատորիայի սարքավորումներ չեն հասանելի, ապա փայլատակման փորձարկումը արագ մեթոդ է ածխածնի պարունակությունը գնահատելու համար: Ի՞նչ է տեղի ունենում: Տեխնիկները վերցնում են ստալի նմուշներ և շփում են դրանք մի աբրազիվ անիվի դեմ, ապա դիտում են առաջացող փայլատակումների տեսակը: Ածխածնի ցածր մակարդակ ունեցող ստալը (մոտավորապես 0,30 %-ից ցածր) սովորաբար առաջացնում է երկար, ուղիղ փայլատակումներ: Մյուս կողմից, երբ ածխածնի պարունակությունը բարձր է (մոտավորապես 0,60 %-ից բարձր), մենք տեսնում ենք այդ հաստ, ճյուղավորված փայլատակումների խմբերը, որոնք բոլոր ուղղություններով տարածվում են: Մասնագետները, ովքեր այս մեթոդը բազմաթիվ անգամ են կիրառել, կարող են փայլատակումների այդ օրինակները համեմատել մանրադիտակի տակ դիտարկած հատվածների հետ՝ օրինակ, համասեռ են թե ոչ հատիկների կառուցվածքները: Սա օգնում է հայտնաբերել նյութերի անհամասեռությունը կամ այն կոպիտ, բլրավոր հատիկները, որոնք ընդհանուր առմամբ թուլացնում են մետաղը: Սակայն հիշել պետք է, որ այս մեթոդը ճշգրիտ գիտություն չէ՝ ճշգրտության սխալը մոտավորապես ±0,10 % է, սակայն դա այնուամենայնիվ հնարավորություն է տալիս աշխատողներին տեղում դասակարգել տարբեր նյութերը՝ առանց ավելի թանկ փորձարկումների կատարելու, որոնք նմուշները ոչնչացնում են:

Ածխածնի մակարդակի ազդեցությունը ածխածնային պողպատի շահագործման վրա

Ամրություն, պլաստիկություն և կայունություն տարածված ածխածնի տիրույթներում (0,05–0,60 %)

Ածխածնի քանակը պողպատում իրականում ազդում է նրա ամրության, ճկունության և կայունության վրա: 0,25 %‐ից պակաս ածխածին պարունակող պողպատները բավականին ճկուն են (կարող են ձգվել 25 %‐ից ավելի) և լավ դիմանում են հարվածներին, սակայն դրանք չեն դիմանում այնքան մեծ ուժի, քանի դեռ չեն կոտրվում (սովորաբար 280–550 ՄՊա միջակայքում): Երբ անցնում ենք 0,30–0,60 % ածխածին պարունակող պողպատներին, տեղի է ունենում մի հետաքրքիր երևույթ: Պողպատը դառնում է ավելի ամուր՝ շնորհիվ ածխածնի ատոմների մետաղական կառուցվածքի մեջ ներխրվելու եղանակի, ինչի շնորհիվ սահմանային ամրությունը բարձրանում է մոտավորապես 500–700 ՄՊա միջակայքում: Սակայն այստեղ կա մեկ խոչընդոտ՝ այս պողպատները այլևս այդքան ճկուն չեն: Ի՞նչ է դա նշանակում գործնականում: Ցածր ածխածնային պողպատները բավականին շատ են ճկվում կոտրվելուց առաջ, ինչը դրանք հարմար է դարձնում, օրինակ, ավտոմեքենայի մարմնի պանելների համար: Միջին և բարձր ածխածնային պողպատները, ընդհակառակը, սովորաբար հանկարծակի կոտրվում են ուժեղ հարվածի դեպքում, ինչի պատճառով որոշ կիրառումների համար դրանք պետք է ենթարկվեն հատուկ մշակման: Հետաքրքիրն այն է, որ պողպատը իր ամենալավ հավասարակշռությունը ամրության և ճկունության միջև հասնում է 0,15–0,30 % ածխածնի պարունակության դեպքում: Այդ կետից հետո մետաղի մեջ սկսում են առաջանալ մանր կարբիդային մասնիկներ, ինչը փաստորեն ավելի հեշտացնում է ճեղքերի տարածումը վնասվածքի առաջացման դեպքում:

Կառուցվածքային մետաղական միացման սահմանափակումներ. Ինչու՞ բարձրորակ ածխածնային պողպատը պահպանում է ածխածնի պարունակությունը ≤0,25 %՝ հավաստելու համար հուսալի մետաղական միացում

Կարծրացման որակը մեծապես կախված է ածխածնի պարունակությունից, որի պատճառով շատ արդյունաբերական ստանդարտներ սահմանափակում են կառուցվածքային եռակցման համար օգտագործվող պողպատի ածխածնի պարունակությունը մոտավորապես 0,25 % կամ ավելի ցածր մակարդակով: Երբ պողպատը գերազանցում է այս սահմանաչափը, խնդիրները սկսում են առաջանալ տաքացման ազդեցության գոտիներում, որտեղ առաջանում է մարտենսիտ, ինչը եռակցման գործընթացի ժամանակ ճեղքվածքների առաջացման հավանականությունը եռապատկում է: Ավելի բարձր ածխածնի պարունակությամբ պողպատը, օրինակ՝ 0,60 %-ից ավելի, պետք է ենթարկվի հատուկ մշակման եռակցումից առաջ և հետո՝ այդ կարծրության գագաթները վերահսկելու համար, որոնք կարող են հասնել 500 HV կամ ավելի բարձր արժեքների: Այս լրացուցիչ մշակումները միանշանակ ավելացնում են ընդհանուր ծախսերը՝ սովորաբար 40–60 % բարձրացնելով նախագծերի արժեքը: Հենց դրա համար ճնշման ամանների կամ կամուրջների կառուցման վրա աշխատող ինժեներները նախատեսում են սերտիֆիկացված ցածր ածխածնի պողպատներ՝ 0,15–0,22 % միջակայքում: Այս նյութերը ապահովում են լավագույն եռակցված միացումներ՝ միաժամանակ պահպանելով ամրությունը, իսկ ձգման հատկությունները միացվելուց հետո նույնպես մնում են 400 MPa-ից բարձր:

Սերտիֆիկացված մեխանիկական հատկությունները՝ որպես ածխածնային պողպատի որակի հիմնարար ցուցանիշներ

Երբ խոսքը վերաբերում է ածխածնային պողպատի որակին, սերտիֆիկացված մեխանիկական հատկությունները տրամաբանական ապացույց են տալիս, որ տարբերում են բարձրակարգ համաձուլվածքները ստորին կարգի նմանատիպներից: ASTM International-ի նման կազմակերպությունների կողմից սահմանված փորձարկման ստանդարտները վերլուծում են երեք հիմնական գործոն՝ նյութի կոտրվելուց առաջ դիմադրելու կարողությունը (ձգման ամրություն), մշտական դեֆորմացիայի սկիզբը (հոսքի ամրություն) և ճնշման տակ ձգվելու կարողությունը (երկարացում): Այս թվերը գործնականում իսկապես կարևոր են: Օրինակ՝ կառուցվածքային պողպատը, ըստ ASTM A36 ստանդարտի, պետք է ունենա առնվազն 36 ksi (մոտավորապես 250 MPa) հոսքի ամրություն՝ կառույցներում և կամուրջներում այդ բոլոր շարժվող մասերի համար անհրաժեշտ բեռնվածքները կրելու համար: Հավաստիացված գործարանների կողմից տրամադրված Նյութի փորձարկման զեկույցները (MTR-ները) հաստատում են, որ բոլոր պայմանները բավարարված են: Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ ստուգված նյութերից կառուցված կառույցներում ավարտական անհաջողությունների քանակը 72 %-ով ավելի քիչ է, քան անստուգված պողպատից կառուցված կառույցներում: Փաստաթղթերի վավերացման բացակայության դեպքում մետաղամշակող ձեռնարկությունները ենթարկվում են լուրջ ռիսկերի՝ իրենց ածխածնային պողպատը կարող է կոտրվել նորմալ բեռնվածքի տակ կամ շատ վաղ սկսել կոռոզիայի ենթարկվել: Մեծ մասշտաբի ենթակառուցվածքային աշխատանքների դեպքում, երբ մարդկանց կյանքը կախված է ամուր կառուցվածքից, երրորդ կողմի կողմից հաստատում ստանալը ոչ միայն լավ պրակտիկա է, այլև անհրաժեշտ է անվտանգության և երկարաժամկետ տևականության համար:

Սահմանային ամրության ստուգում և ածխածնային պողպատի դասակարգման ջերմային մշակման վավերացում

Բրինելլի ընդդեմ Ռոքվելի. Ածխածնային պողպատի գնահատման համար ճիշտ ամրության ստուգման մեթոդի ընտրություն

Ածխածնային պողպատի համար ճիշտ ամրության ստուգման մեթոդը ընտրելը նշանակում է իմանալ, երբ պետք է ընտրել Բրինելլի մեթոդը՝ Ռոքվելի փոխարեն, և հակառակը: Բրինելլի մեթոդը կատարվում է վոլֆրամի կարբիդի գնդակը մեծ բեռնվածքով (մոտավորապես 500–3000 կգ ուժ) ճնշելով նյութի մեջ: Դա ստեղծում է մեծ թարթիչներ, որոնք լավ են աշխատում հաստ հատիկավոր և անհարթ մակերևույթների վրա, օրինակ՝ չմշակված մետաղային սայլակների կամ ձուլվածքների վրա: Ռոքվելի ստուգումները սակայն այլ են: Դրանք օգտագործում են կամ ադամանդե ծայրեր, կամ փոքր երկաթե գնդակներ, որոնք կիրառվում են երկու փուլով՝ սկզբում թեթև ճնշում, ապա՝ ավելի մեծ: Ցուցմունքները ստացվում են անմիջապես՝ առանց հաշվարկների, ինչը դրանք հարմար է դարձնում բարակ նյութերի և վերջնական արտադրանքների համար, որտեղ կարևոր է մակերևույթի հարթությունը պահպանել:

Կարծիքի ձևավորումը կարծրության տվյալների հիման վրա. Արժեքների կապը ածխածնի պարունակության և ջերմային մշակման պատմության հետ

Հարդության թվերի դիտարկումը՝ առանց գիտակցելու ածխածնային պողպատի պատմությունը, քիչ բան է ասում իրական պատկերի մասին: Օրինակ՝ Ռոքվել C սանդղակով մոտավորապես 50 ցուցմունքը կարող է ստացվել որպես սովորական 0,60 % ածխածնով պողպատից, որը ընդհանրապես չի ենթարկվել մշակման, կամ ընդհակառակը՝ որպես 0,30 % ածխածնով պողպատից, որը ենթարկվել է սառեցման և տաքացման մշակման գործընթացների: Այս ցուցմունքների ճիշտ մեկնաբանության համար արտադրողները ստիպված են դրանք համեմատել իրական ջերմային մշակման մասին գրառումների հետ: Սառեցման գործընթացը սկզբունքորեն արագ սառեցնում է պողպատը մոտավորապես 1500 Ֆարենհայթից՝ ածխածինը կապելու համար ներսում և ապահովելու առավելագույն հարդությունը: Դրան հաջորդում է տաքացումը 300–700 Ֆարենհայթի միջակայքում, որը նվազեցնում է մասնակիորեն մետաղի փխրունությունը՝ միաժամանակ պահպանելով նրա մեծ մասը ամրության մեջ: Ընդհանուր առմամբ, տաքացման ժամանակ յուրաքանչյուր 50 Ֆարենհայթի իջեցումը սովորաբար ավելացնում է Բրինելի սանդղակով մոտավորապես 10–15 միավոր: Բարձրորակ ածխածնային պողպատը պետք է ցուցաբերի բավականին համասեռ հարդության մակարդակներ տարբեր սերիաներում՝ մնալով մոտավորապես ±3 HRC միավորների սահմաններում: Երբ այս ցուցանիշները զուգակցվում են օպտիկական էմիսիոն սպեկտրոսկոպիայով կատարվող ածխածնի պարունակության ստուգման հետ, այս համասեռությունը օգնում է հաստատել արտադրական ձեռնարկություններում կայուն արտադրական գործընթացների առկայությունը:

Frequently Asked Questions - Հաճ📐

Ի՞նչ է ASTM E1019-ը

ASTM E1019-ը պողպատե արտադրանքներում ածխածնի, ծծմբի, ազոտի և թթվածնի վերլուծության ստանդարտ փորձարկման մեթոդ է: Այն ապահովում է, որ ճշգրիտ չափումները և համեմատման չափանիշները համապատասխանեն արդյունաբերական պրակտիկայի պահանջներին:

Ինչու՞ է ածխածնի պարունակությունը կարևոր ածխածնային պողպատում

Ածխածնի պարունակությունը կարևոր ազդեցություն ունի պողպատի ամրության, պլաստիկության և եռակցվողության վրա: Դրա հասկացումն ու վերահսկումը կարևոր է բարձրորակ պողպատի արտադրության համար, որը համապատասխանում է կոնկրետ շահագործման պահանջներին:

Ինչպե՞ս է սպարկային փորձարկումը օգնում գնահատել ածխածնի պարունակությունը

Սպարկային փորձարկումը թույլ է տալիս տեխնիկներին մոտավորապես գնահատել պողպատի ածխածնի պարունակությունը՝ ելնելով պողպատի շփման ժամանակ աբրազիվ սալիկի դեմ առաջացող սպարկերի տեսակից և տեսքից: