Кіріспе
Химиялық және мұнай жабдықтарын өндіру кезінде қымбат никельді үнемдеу үшін болат көбінесе никель мен қорытпаларға дәнекерленеді.
Дәнекерлеудің негізгі мәселелері
Дәнекерлеу кезінде дәнекерлеудің негізгі компоненттері - темір мен никель, олар шексіз өзара ерігіштікке қабілетті және металдар аралық қосылыстар түзбейді. Жалпы алғанда, дәнекерлеудің никель мөлшері салыстырмалы түрде жоғары, сондықтан дәнекерленген қосылыстың балқу аймағында диффузиялық қабат түзілмейді. Дәнекерлеудің негізгі мәселесі - дәнекерлеуде кеуектілік пен ыстық жарықтардың пайда болу үрдісі.
1. Кеуектілік
Болат пен никельді және оның қорытпаларын пісіру кезінде кеуектіліктің пайда болуына әсер ететін негізгі факторлар - оттегі, никель және басқа да қоспалаушы элементтер.
1 Оттегінің әсері. Дәнекерлеу кезінде сұйық металл оттегіні көбірек ерітуі мүмкін, ал жоғары температурада және никельдің тотығуында NiO түзіледі, NiO сұйық металдағы сутегі мен көміртегімен әрекеттесіп, балқытылған бассейнде су буы мен көміртегі тотығының қатаюын тудыруы мүмкін, мысалы, шығуға тым кеш болады, дәнекерлеуде қалдық пайда болады, кеуектілік пайда болады. Таза никель мен Q235-A су асты доғалық дәнекерлеуінде темір мен никель дәнекерлеуінде азот пен сутегінің мөлшері көп өзгермейді, дәнекерлеудегі оттегінің мөлшері неғұрлым жоғары болса, дәнекерлеудегі тесіктер саны соғұрлым көп болады.
2 Никельдің әсері. Темір-никель дәнекерлеуінде оттегінің темір мен никельдегі ерігіштігі әртүрлі, сұйық никельдегі оттегінің ерігіштігі сұйық темірдегіге қарағанда жоғары, ал қатты никельдегі оттегінің ерігіштігі қатты темірдегіге қарағанда аз, сондықтан кенеттен өзгерген никель кристалдануындағы оттегінің ерігіштігі кенеттен өзгерген темір кристалдануындағыға қарағанда айқынырақ. Сондықтан, Ni 15% ~ 30% болған кезде дәнекерлеудегі кеуектілік үрдісі аз, ал Ni мөлшері көп болған кезде кеуектілік үрдісі одан әрі 60% ~ 90% дейін артады, ал еріген болат мөлшері азаяды, осылайша кеуектіліктің пайда болу үрдісі артады.
③ Басқа легирлеу элементтерінің әсері. Темір-никель дәнекерлеуінде марганец, хром, молибден, алюминий, титан және басқа да легирлеу элементтері болған кезде немесе легирлеумен бірге қолданылғанда, дәнекерлеудің кеуектілігін жақсартуы мүмкін, бұл марганец, титан және алюминий т.б. деоксигенациялау рөлін атқарады, ал хром мен молибден қатты металдағы дәнекерлеудің ерігіштігін жақсартады. Сондықтан никель мен 1Cr18Ni9Ti тот баспайтын болат никель мен Q235-A болат дәнекерлеуіне қарағанда кеуектілікке қарсы дәнекерлейді. Алюминий мен титан тұрақты қосылыстардағы азотты бекіте алады, бұл дәнекерлеудің кеуектілігін де жақсартуы мүмкін.
2. Термиялық крекинг
Болат пен никель және оның қорытпаларының дәнекерлеудегі термиялық крекингтің негізгі себебі - дендриттік құрылымы бар жоғары никельді дәнекерлеудің арқасында, жиегінде бірқатар төмен балқу температурасы бар ко-кристалдар шоғырланған ірі түйіршіктер, осылайша түйіршіктер арасындағы байланысты әлсіретеді, дәнекерлеу металының жарықшақтарға төзімділігін төмендетеді. Сонымен қатар, дәнекерлеу металындағы никель мөлшері дәнекерлеу металының термиялық крекингті тудыруы үшін тым жоғары, бұл темір-никель дәнекерлеуіне айтарлықтай әсер етеді, оттегі, күкірт, фосфор және басқа да қоспалар дәнекерлеудегі термиялық крекингке де үлкен әсер етеді.
Оттегісіз ағынды қолданған кезде, дәнекерлеудегі оттегі, күкірт, фосфор және басқа да зиянды қоспалардың сапасының төмендеуіне, әсіресе оттегі мөлшерінің төмендеуіне байланысты жарықшақтану мөлшері айтарлықтай азаяды. Балқытылған бассейннің кристалдануына байланысты оттегі мен никель Ni + NiO эвтектикасын түзе алады, эвтектикалық температура 1438 ℃, ал оттегі күкірттің зиянды әсерін күшейте алады. Сондықтан дәнекерлеудегі оттегі мөлшері жоғары болған кезде термиялық жарықшақтану үрдісі жоғары болады.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb және басқа да легирлеуші элементтер дәнекерлеу металының жарықшақтарға төзімділігін арттыра алады. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb метаморфты агент болып табылады, дәнекерлеу құрылымын жақсарта алады және оның кристалдану бағытын бұзуы мүмкін. Al, Ti сонымен қатар күшті тотықсыздандырғыш агент болып табылады, дәнекерлеудегі оттегі мөлшерін азайта алады. Mn S, MnS-пен отқа төзімді қосылыстар түзе алады, бұл күкірттің зиянды әсерін азайтады.
Дәнекерленген қосылыстардың механикалық қасиеттері
Темір-никельді дәнекерлеу қосылыстарының механикалық қасиеттері толтырылатын металл материалдарымен және дәнекерлеу параметрлерімен байланысты. Таза никель мен төмен көміртекті болатты дәнекерлеген кезде, дәнекерлеудегі Ni эквиваленті 30%-дан аз болған кезде, дәнекерлеу тез салқындаған кезде, дәнекерлеуде мартенсит құрылымы пайда болады, бұл қосылыстың пластикалығы мен беріктігін күрт төмендетеді. Сондықтан, қосылыстың пластикалығы мен беріктігін жақсарту үшін темір-никельді дәнекерлеудегі Ni эквиваленті 30%-дан жоғары болуы керек.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 10 наурыз