Պողպատի և նիկելի և նիկելի համաձուլվածքների եռակցում, Հաճախակի տրվող հարցեր

Ներածություն

Քիմիական և նավթային սարքավորումներ արտադրելիս, թանկարժեք նիկելը խնայելու համար, պողպատը հաճախ եռակցվում է նիկելի և համաձուլվածքների հետ։

Եռակցման հիմնական խնդիրները

Եռակցման ժամանակ եռակցման հիմնական բաղադրիչներն են երկաթը և նիկելը, որոնք ունակ են անսահման փոխադարձ լուծելիության և չեն առաջացնում միջմետաղական միացություններ: Ընդհանուր առմամբ, եռակցման մեջ նիկելի պարունակությունը համեմատաբար բարձր է, ուստի եռակցված միացման միացման գոտում դիֆուզիոն շերտ չի առաջանում: Եռակցման հիմնական խնդիրը եռակցման մեջ ծակոտկենություն և տաք ճաքեր առաջացնելու հակումն է:

1. Ծակոտկենություն

Պողպատի և նիկելի և դրա համաձուլվածքների եռակցման ժամանակ, եռակցման մեջ ծակոտկենության ձևավորմանը ազդող հիմնական գործոնները թթվածինն են, նիկելը և այլ համաձուլվածքային տարրերը:

① Թթվածնի ազդեցությունը։ Եռակցման ժամանակ հեղուկ մետաղը կարող է լուծարել ավելի շատ թթվածին, իսկ բարձր ջերմաստիճաններում թթվածինը և նիկելի օքսիդացումը հանգեցնում են NiO-ի առաջացմանը։ NiO-ն կարող է ռեակցիայի մեջ մտնել հեղուկ մետաղի մեջ գտնվող ջրածնի և ածխածնի հետ՝ առաջացնելով ջրային գոլորշի և ածխածնի մոնօքսիդ։ Հալված ջրամբարում պնդացումից հետո NiO-ն կարող է շատ ուշ փախչել, և եռակցման մեջ մնացորդային ծակոտկենություն է առաջանում։ Մաքուր նիկելի և Q235-A ջրասույզ աղեղային եռակցման դեպքում երկաթի և նիկելի եռակցման դեպքում ազոտի և ջրածնի պարունակությունը շատ չի փոխվում, որքան բարձր է թթվածնի պարունակությունը եռակցման մեջ, այնքան մեծ է ծակոտիների քանակը եռակցման մեջ։

② Նիկելի ազդեցությունը։ Երկաթ-նիկելային եռակցման դեպքում թթվածնի լուծելիությունը երկաթում և նիկելում տարբեր է, թթվածնի լուծելիությունը հեղուկ նիկելում ավելի մեծ է, քան հեղուկ երկաթում, մինչդեռ թթվածնի լուծելիությունը պինդ նիկելում ավելի փոքր է, քան պինդ երկաթում, հետևաբար, թթվածնի լուծելիությունը նիկելի բյուրեղացման հանկարծակի փոփոխության դեպքում ավելի ցայտուն է, քան երկաթի բյուրեղացման հանկարծակի փոփոխության դեպքում։ Հետևաբար, երբ Ni-ն կազմում է 15%~30%, եռակցման մեջ ծակոտկենության միտումը փոքր է, իսկ երբ Ni-ի պարունակությունը մեծ է, ծակոտկենության միտումը հետագայում մեծանում է մինչև 60%~90%, և լուծված պողպատի քանակը պետք է նվազի, այդպիսով առաջացնելով ծակոտկենության առաջացման միտում։

③ Այլ համաձուլվածքային տարրերի ազդեցությունը։ Երբ երկաթ-նիկելային եռակցումը պարունակում է մանգան, քրոմ, մոլիբդեն, ալյումին, տիտան և այլ համաձուլվածքային տարրեր կամ համաձուլվածքի հետ համատեղ, կարող է բարելավել եռակցման հակածակոտկենությունը, դա պայմանավորված է նրանով, որ մանգանը, տիտանը և ալյումինը և այլն ունեն թթվածնազրկող դեր, մինչդեռ քրոմը և մոլիբդենը բարելավում են եռակցման լուծելիությունը պինդ մետաղում։ Այսպիսով, նիկելի և 1Cr18Ni9Ti չժանգոտվող պողպատի եռակցման հակածակոտկենությունը ավելի լավ է, քան նիկելի և Q235-A պողպատի եռակցման դեպքում։ Ալյումինը և տիտանը կարող են նաև ազոտը ամրացնել կայուն միացություններում, ինչը նույնպես կարող է բարելավել եռակցման հակածակոտկենությունը։

2. Ջերմային ճաքերի առաջացում

Պողպատի, նիկելի և դրա համաձուլվածքների եռակցման մեջ ջերմային ճաքերի հիմնական պատճառն այն է, որ նիկելի բարձր դենդրիտային կազմակերպվածության պատճառով, խոշոր հատիկների եզրին կենտրոնացած են մի շարք ցածր հալման կետի համա-բյուրեղներ, այդպիսով թուլացնելով հատիկների միջև կապը, նվազեցնելով եռակցման մետաղի ճաքերի դիմադրությունը: Բացի այդ, եռակցման մետաղում նիկելի պարունակությունը չափազանց բարձր է, որպեսզի եռակցման մետաղը ջերմային ճաքեր առաջացնի, ինչը զգալի ազդեցություն ունի երկաթ-նիկելային եռակցման վրա, թթվածնի, ծծմբի, ֆոսֆորի և այլ խառնուրդների վրա եռակցման ջերմային ճաքերի առաջացման միտումը նույնպես մեծ ազդեցություն ունի:

Երբ օգտագործվում է թթվածնազուրկ հոսք, եռակցման մեջ թթվածնի, ծծմբի, ֆոսֆորի և այլ վնասակար խառնուրդների որակի նվազման պատճառով, մասնավորապես թթվածնի պարունակության անկման պատճառով, ճաքերի առաջացումը զգալիորեն նվազում է։ Քանի որ հալված լողավազանի բյուրեղացումը հանգեցնում է թթվածնի և նիկելի առաջացմանը Ni + NiO էվտեկտիկ խառնուրդների, 1438 ℃ էվտեկտիկ ջերմաստիճանում, թթվածինը նույնպես կարող է ուժեղացնել ծծմբի վնասակար ազդեցությունը։ Այսպիսով, երբ եռակցման մեջ թթվածնի պարունակությունը բարձր է, ջերմային ճաքերի առաջացման հակումն ավելի մեծ է։

Mn, Cr, Mo, Ti, Nb և այլ համաձուլվածքային տարրեր կարող են բարելավել եռակցման մետաղի ճաքերի դիմադրությունը: Mn, Cr, Mo, Ti, Nb-ն մետամորֆիկ նյութեր են, կարող են կատարելագործել եռակցման կազմակերպումը և խաթարել դրա բյուրեղացման ուղղությունը: Al, Ti-ն նաև ուժեղ դեօքսիդացնող նյութեր են, կարող են նվազեցնել եռակցման մեջ թթվածնի քանակը: Mn-ը կարող է առաջացնել հրակայուն միացություններ S, MnS-ի հետ, ինչը նվազեցնում է ծծմբի վնասակար ազդեցությունը:

Եռակցված միացումների մեխանիկական հատկությունները

Երկաթ-նիկելային եռակցման միացումների մեխանիկական հատկությունները կապված են լցոնման մետաղի նյութերի և եռակցման պարամետրերի հետ։ Մաքուր նիկելի և ցածր ածխածնային պողպատի եռակցման ժամանակ, երբ եռակցման մեջ Ni-ի համարժեքը 30%-ից պակաս է, եռակցման արագ սառեցման դեպքում եռակցման մեջ կհայտնվի մարտենսիտային կառուցվածք, ինչը կհանգեցնի միացման պլաստիկության և ամրության կտրուկ անկմանը։ Հետևաբար, միացման ավելի լավ պլաստիկություն և ամրություն ստանալու համար, երկաթ-նիկելային եռակցման մեջ Ni-ի համարժեքը պետք է լինի 30%-ից մեծ։