Көміртекті болаттардың тепе - тңдік күй жағдайы шарттарында құрылымдық қоспалар құраушысына цементит, феррит, аустенит және перлит жатады
Көміртекті болаттардың тепе-теңдік күйіндегі құрылымдық құраушылары
Көміртекті болаттардың тепе-теңдік жағдайында негізгі құрылымдық құраушыларына цементит, феррит, аустенит және перлит жатады. Бұл фазалар болаттың қаттылығы, морттығы және өңделгіштігі сияқты қасиеттерін анықтайды.
Темір карбиді (цементит, Fe₃C)
Темір карбидінде көміртегінің массалық үлесі 6,67%-ға дейін жетеді.
Эвтектоидты түрлену
0,8% C аустенит баяу салқындап, 727°C-та перлит түзеді.
Цементит
Цементит — темір-көміртекті қорытпалардың ең қатты әрі морт құрылымдық бөлігі. Құрамында көміртегі 4,3%-дан жоғары қорытпалар (диаграммадағы тиісті аймаққа сай) кристалданғанда сұйық қорытпадан тікелей алғашқы цементит (Ц1) түзіледі.
Цементит түрлері
- Ц1 — кристалдану кезінде сұйық қорытпадан тікелей түзілетін алғашқы цементит
- Ц2 — екіншілік цементит
- Ц3 — үшіншілік цементит
Қорытпада цементит мөлшері едәуір көп болса, созылғыштық төмендеп, ал қаттылық артады. Сондықтан цементиті көп темір-көміртекті қорытпалар штамптау, созу, домалату сияқты пластикалық өңдеу әдістерімен нашар өңделеді.
Феррит
Феррит — көміртегінің α-темірдегі қатты ерітіндісі. Бөлме температурасында көміртегінің α-темірдегі ерігіштігі шамамен 0,006%, ал температура артқан сайын ерігіштік айтарлықтай өседі.
Микроқұрылым
Таза темірдегі феррит микроскопта әртүрлі өлшемдегі, бір-бірімен шектескен түйірлер түрінде байқалады. Ал көміртекті болаттарда феррит көбіне цементитпен бірге перлит құрамында кездеседі.
Қасиеттері
Феррит — темір-көміртекті қорытпалардың ең жұмсақ және созымталдығы ең жоғары құрылымдық бөлігі.
Аустенит
Аустенит — көміртегінің γ-темірдегі қатты ерітіндісі. Темір-көміртекті қорытпаны 911°C-тан жоғары қыздырғанда темірдің аллотропиялық түрленуі жүріп, бір кристалдық пішіні екіншісіне ауысады. Сол кезде түзілетін құрылымдық бөлік аустенит деп аталады.
Перлит
Перлит — эвтектоидты болатқа тән құрылым: құрамында 0,8% көміртегі бар аустенитті баяу салқындатып, температураны 727°C-қа дейін түсіргенде түзілетін феррит пен цементиттің механикалық қоспасы.
Эвтектоидты болат
Эвтектоидты болаттың құрылымы негізінен тек перлиттен тұрады.
Көміртекті болаттардың түрлері және белгіленуі
Көміртекті болаттар қолданылу саласына, химиялық құрамына және сапасына қарай бірнеше топқа бөлінеді. Төменде өндірісте жиі кездесетін негізгі түрлер келтірілген.
Қарапайым сапалы көміртекті болаттар (ГОСТ 380-71)
Кең тараған болаттар тобы. Әдетте нормалданған күйде прокат түрінде жеткізіліп, машина жасауда, құрылыста және басқа да салаларда қолданылады. Ст әрпімен және 0–6 аралығындағы сандармен белгіленеді, мұндағы сандар — марканың нөмірі.
Сапалы құрылымдық көміртекті болаттар (ГОСТ 380-74)
Бұл болаттарда күкірт, фосфор және басқа зиянды қоспалар мөлшері аз болады. Кейбір маркаларында кремний мен марганецтің салыстырмалы түрде жоғарылауымен ерекшеленеді.
Арнайы белгіленетін көміртекті болаттар (ГОСТ 1414-75)
Бұл топқа кесумен жақсы өңделетін болаттар жатады (автоматты болаттар). Негізінен массалық өндірісте бөлшектер дайындауға қолданылады. Автомат болаттар А әрпімен және көміртегінің жүздік үлестегі пайызын көрсететін сандармен таңбаланады: А12, А20, А40Г және т.б.
Котельді жайма болаттар (ГОСТ 5520-79 және ТУ)
Бу қазандарын, кеме ошақтарын және газ құбырларындағы жану камераларын жасауға арналған. Олар ауыспалы қысымда және 452°C-қа дейінгі температурада жұмыс істеуге тиіс, әрі жақсы балқытылуы қажет.
Қажетті қасиеттерді алу үшін көміртекті болатқа технологиялық қоспа ретінде титан енгізіліп, қосымша алюминиймен қышқылсыздандыру жүргізіледі.
Негізгі маркалар
12К, 15К, 16К, 18К, 20К, 22К — көміртегі мөлшері шамамен 0,08–0,28%.