ფოლადის, ნიკელის და ნიკელის შენადნობების შედუღება, ხშირად დასმული კითხვები

შესავალი

ქიმიური და ნავთობპროდუქტების აღჭურვილობის წარმოებისას, ძვირადღირებული ნიკელის დაზოგვის მიზნით, ფოლადი ხშირად შედუღებულია ნიკელთან და შენადნობებთან.

შედუღების ძირითადი პრობლემები

შედუღებისას, შედუღების ძირითადი კომპონენტებია რკინა და ნიკელი, რომლებსაც აქვთ უსასრულო ურთიერთხსნადობა და არ წარმოქმნიან მეტალთაშორის ნაერთებს. ზოგადად, შედუღებულ მასალაში ნიკელის შემცველობა შედარებით მაღალია, ამიტომ შედუღებული შეერთების შედუღების ზონაში დიფუზიური ფენა არ წარმოიქმნება. შედუღების მთავარი პრობლემაა შედუღების ადგილას ფორიანობისა და ცხელი ბზარების წარმოქმნის ტენდენცია.

1. ფორიანობა

ფოლადისა და ნიკელის და მისი შენადნობების შედუღებისას, შედუღების დროს ფორიანობის ფორმირებაზე მოქმედი ძირითადი ფაქტორებია ჟანგბადი, ნიკელი და სხვა შენადნობის ელემენტები.

① ჟანგბადის ეფექტი. შედუღებისას, თხევადი ლითონი შეიძლება გახსნილი იყოს მეტი ჟანგბადით და ჟანგბადით მაღალ ტემპერატურაზე და ნიკელის დაჟანგვისას, NiO წარმოიქმნება. NiO-მ შეიძლება რეაქცია მოახდინოს წყალბადთან და ნახშირბადთან თხევადი ლითონის შემადგენლობაში, წარმოქმნას წყლის ორთქლი და ნახშირბადის მონოქსიდი გამდნარი აუზით, გამყარებისას, გაქცევა ძალიან გვიან ხდება, ნარჩენი რჩება შედუღების დროს და ფორიანობა წარმოიქმნება. სუფთა ნიკელისა და Q235-A წყალქვეშა რკალის შედუღებისას რკინისა და ნიკელის შედუღებისას, აზოტისა და წყალბადის შემცველობა დიდად არ იცვლება, რაც უფრო მაღალია ჟანგბადის შემცველობა შედუღების ნაწილში, მით უფრო მაღალია ფორების რაოდენობა შედუღების ნაწილში.

② ნიკელის ეფექტი. რკინა-ნიკელის შედუღებისას ჟანგბადის ხსნადობა რკინასა და ნიკელში განსხვავებულია, ჟანგბადის ხსნადობა თხევად ნიკელში უფრო მეტია, ვიდრე თხევად რკინაში, ხოლო ჟანგბადის ხსნადობა მყარ ნიკელში უფრო მცირეა, ვიდრე მყარ რკინაში, ამიტომ ჟანგბადის ხსნადობა ნიკელის უეცარი ცვლილების კრისტალიზაციაში უფრო გამოხატულია, ვიდრე რკინის უეცარი ცვლილების კრისტალიზაციისას. ამიტომ, შედუღებისას ფორიანობის ტენდენცია მცირეა, როდესაც Ni 15%-30%-ია, ხოლო როდესაც Ni შემცველობა დიდია, ფორიანობის ტენდენცია კიდევ უფრო იზრდება 60%-90%-მდე და გახსნილი ფოლადის რაოდენობა აუცილებლად მცირდება, რაც იწვევს ფორიანობის წარმოქმნის ტენდენციის ზრდას.

③ სხვა შენადნობი ელემენტების გავლენა. როდესაც რკინა-ნიკელის შედუღებული მასალა შეიცავს მანგანუმს, ქრომს, მოლიბდენს, ალუმინს, ტიტანს და სხვა შენადნობ ელემენტებს ან შენადნობის შესაბამისობაშია, მას შეუძლია გააუმჯობესოს შედუღების ანტიფორიანობა, ეს განპირობებულია მანგანუმის, ტიტანის და ალუმინის დეჟანგბადის როლით, ხოლო ქრომი და მოლიბდენი აუმჯობესებენ შედუღების ხსნადობას მყარ ლითონში. ამგვარად, ნიკელის და 1Cr18Ni9Ti უჟანგავი ფოლადის შედუღებული მასალა უფრო ფორიანია, ვიდრე ნიკელის და Q235-A ფოლადის შედუღებული მასალა. ალუმინს და ტიტანს ასევე შეუძლიათ აზოტის დაფიქსირება სტაბილურ ნაერთებში, რაც ასევე აუმჯობესებს შედუღების ანტიფორიანობას.

2. თერმული კრეკინგი

ფოლადის, ნიკელისა და მისი შენადნობების შედუღებისას თერმული ბზარების წარმოქმნის მთავარი მიზეზი ის არის, რომ შედუღებისას დენდრიტული ორგანიზმებით ნიკელის მაღალი შემცველობის გამო, უხეში მარცვლების კიდეებზე კონცენტრირებულია დაბალი დნობის წერტილის მქონე კოკრისტალები, რაც ასუსტებს მარცვლებს შორის კავშირს და ამცირებს შედუღების ლითონის ბზარებისადმი მდგრადობას. გარდა ამისა, შედუღების ლითონში ნიკელის შემცველობა ძალიან მაღალია შედუღების ლითონის მიერ თერმული ბზარების წარმოქმნისთვის, რაც მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს რკინა-ნიკელის შედუღებაზე, ჟანგბადის, გოგირდის, ფოსფორის და სხვა მინარევების შედუღებაზე თერმული ბზარების წარმოქმნის ტენდენცია ასევე დიდ გავლენას ახდენს.

უჟანგბადო ნაკადის გამოყენებისას, შედუღებულ მასალაში ჟანგბადის, გოგირდის, ფოსფორის და სხვა მავნე მინარევების ხარისხის შემცირების გამო, განსაკუთრებით ჟანგბადის შემცველობის შემცირების გამო, ბზარების რაოდენობა მნიშვნელოვნად მცირდება. გამდნარი კრისტალიზაციის გამო, ჟანგბადს და ნიკელს შეუძლიათ Ni + NiO ევტექტიკური ნაერთების წარმოქმნა 1438 ℃ ევტექტიკური ტემპერატურის დროს, ხოლო ჟანგბადს ასევე შეუძლია გააძლიეროს გოგირდის მავნე ზემოქმედება. ამიტომ, როდესაც შედუღებულ მასალაში ჟანგბადის შემცველობა მაღალია, თერმული ბზარების წარმოქმნის ტენდენცია უფრო დიდია.

Mn, Cr, Mo, Ti, Nb და სხვა შენადნობი ელემენტები აუმჯობესებენ შედუღებული ლითონის ბზარებისადმი მდგრადობას. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb მეტამორფული აგენტებია, რომლებსაც შეუძლიათ შედუღების ორგანიზების დახვეწა და მისი კრისტალიზაციის მიმართულების დარღვევა. Al, Ti ასევე ძლიერი დეოქსიდაციური აგენტია, რომელსაც შეუძლია შეამციროს ჟანგბადის რაოდენობა შედუღებულ ნაწილში. Mn-ს შეუძლია წარმოქმნას ცეცხლგამძლე ნაერთები S, MnS-თან ერთად, რაც ამცირებს გოგირდის მავნე ზემოქმედებას.

შედუღებული სახსრების მექანიკური თვისებები

რკინა-ნიკელის შედუღების შეერთებების მექანიკური თვისებები დაკავშირებულია შემავსებელი ლითონის მასალებთან და შედუღების პარამეტრებთან. სუფთა ნიკელისა და დაბალნახშირბადიანი ფოლადის შედუღებისას, როდესაც შედუღებაში Ni-ის ეკვივალენტი 30%-ზე ნაკლებია, შედუღების სწრაფი გაგრილებისას, შედუღებაში წარმოიქმნება მარტენსიტის სტრუქტურა, რაც იწვევს შეერთების პლასტიურობისა და სიმტკიცის მკვეთრ ვარდნას. ამიტომ, შეერთების უკეთესი პლასტიურობისა და სიმტკიცის მისაღწევად, რკინა-ნიკელის შედუღებაში Ni-ის ეკვივალენტი 30%-ზე მეტი უნდა იყოს.