Nima uchun nikelda uglerod tarkibi nazorat qilinadi-asoslangan superqotishmalar - bilim

Nima uchun nikel{0}}asosli superqotishmalarda uglerod tarkibi nazorat qilinadi?

Foydali mustahkamlovchi karbidlarning yog'ingarchiliklarini optimallashtirish

Nikel{0}}asosidagi super qotishmalar qattiq{1}}eritmani mustahkamlash va yog'ingarchilikni kuchaytirishning sinergik ta'siriga asoslanib, mukammal yuqori haroratga chidamlilik, siljish va charchoqqa chidamlilik-qoidalanadi. Tegishli uglerod miqdori (odatda ko'pgina tijorat navlari uchun og'irlik bo'yicha 0,02% dan 0,20% gacha) qarish issiqlik bilan ishlov berish jarayonida nozik, bir xil taqsimlangan karbid fazalarining shakllanishiga yordam beradi. Foydali karbidlarning asosiy turlari quyidagilardan iborat:

MC karbidlari: Bu qotib qolish jarayonida hosil bo'lgan asosiy karbidlar bo'lib, odatda donning ichki qismida taqsimlanadi. Ular yuqori haroratlarda termal jihatdan barqaror va dislokatsiyalarni samarali tarzda mahkamlashi mumkin, bu esa yuqori{1}}harorat va yuqori-stress sharoitida dislokatsiya harakatining oldini oladi.

M₂₃C₆ va M₆C karbidlari: Bu don chegaralari bo'ylab va qarish paytida don ichida cho'kma ikkilamchi karbidlardir. M₂₃C₆ karbidlari, xususan, dona chegaralarini “paxtalash” va don strukturasini tozalash orqali-qotishmalarning yuqori haroratlarda hukmron buzilish mexanizmi-don chegarasining sirpanishini inhibe qilishi mumkin.

Uglerodning etarli emasligi ushbu asosiy mustahkamlovchi karbidlarning etishmasligiga olib keladi. Natijada, qotishmaning yuqori haroratlarda deformatsiyaga qarshilik ko'rsatish qobiliyati sezilarli darajada pasayadi, bu muhim yuqori{1}}haroratli komponentlarning ishlash talablariga javob bermaydi.

Haddan tashqari uglerodning zararli ta'sirini bartaraf etish uchun

Uglerod miqdori optimal chegaradan oshib ketganda, u qotishmaning keng qamrovli xususiyatlarini jiddiy ravishda buzadigan bir qator mikro tuzilma nuqsonlarini keltirib chiqaradi:

Karbidlarning qo'pollashishi va aglomeratsiyasi: Ortiqcha uglerod qo'pol, tartibsiz shakldagi karbidlarning (ayniqsa, katta o'lchamli MC karbidlari) shakllanishiga yordam beradi. Ushbu qo'pol karbidlar qotishma matritsasida stress kontsentratsiyasi joylari sifatida ishlaydi. Tsiklik yuklanish yoki yuqori harorat ta'sirida, bu karbidlar atrofida mikro yoriqlar osongina paydo bo'ladi va tarqaladi, bu esa qotishmaning erta charchashiga yoki mo'rt parchalanishiga olib keladi.

Uzluksiz don chegarasi karbid plyonkasi shakllanishi: Haddan tashqari uglerod don chegaralarida ajralib chiqishga moyil bo'lib, doimiy, mo'rt karbid plyonka hosil qiladi. Ushbu plyonka qo'shni donalar orasidagi bog'lanish kuchini zaiflashtiradi, egiluvchan transgranular sinish rejimini mo'rt donalararo sinish rejimiga aylantiradi. Yuqori -haroratli xizmat ko'rsatish muhitida bu qotishmani donalararo yorilish va termal charchoqning buzilishiga juda sezgir qiladi, bu esa komponentlarning xizmat qilish muddatini keskin qisqartiradi.

Payvandlash va qayta ishlash qobiliyatining buzilishi: Yuqori uglerod miqdori payvandlash vaqtida issiqdan ta'sirlangan hududda (HAZ){0}}karbid yog'inlari tushishi xavfini oshiradi. Bu HAZ mo'rtlashishiga olib keladi, payvand chokining mustahkamligi va pishiqligini pasaytiradi. Bundan tashqari, ortiqcha karbidlar qotishma qattiqligini oshirishi mumkin, bu esa yomon ishlov berish qobiliyatiga va yuqori qayta ishlash xarajatlariga olib keladi.

Qotishma ishlashining izchilligini va issiqlik bilan ishlov berish jarayonlariga muvofiqligini ta'minlash

Nikel{0}}asosli super qotishmalardagi karbidlarning choʻktirish harakati uglerod tarkibiga va issiqlik bilan ishlov berish parametrlariga (masalan, isitish harorati, ushlab turish vaqti va sovutish tezligi) juda sezgir. Uglerod tarkibini aniq nazorat qilish karbidlarning standart issiqlik bilan ishlov berish davrlarida (eritmani yumshatish + ko'p bosqichli qarish) ideal o'lchamda, morfologiyada va taqsimotda cho'kishini ta'minlaydi. Bu mustahkamlik yirik sanoat ishlab chiqarishi uchun juda muhim{7}}, chunki u qotishma mahsulotlarning har bir partiyasi belgilangan ishlash standartlariga javob berishini kafolatlaydi.

Agar uglerod miqdori nazoratsiz bo'lsa (juda yuqori yoki juda past), karbid yog'inlarining harakati beqaror bo'ladi. Ba'zi qismlarda mustahkamlash bosqichlari etarli bo'lmagan bo'lishi mumkin, boshqalari esa karbidning qo'pollashishi yoki don chegarasining mo'rtlashuvidan aziyat chekishi mumkin. Bu aerokosmik va atom energetikasi kabi xavfsizlikning muhim ilovalari- uchun qabul qilinishi mumkin bo'lmagan qotishma mahsulotlarning -partiyadan{3}}to'plamga o'zgarishiga olib keladi.

Yuqori haroratdagi oksidlanish va korroziyaga-qotishmaning chidamliligini oshirish

Garchi uglerod korroziyaga chidamliligi uchun asosiy qotishma element bo'lmasa-da, uning tarkibi bilvosita qotishma oksidlanish va korroziyaga ta'sir qiladi. Haddan tashqari uglerod boshqa qotishma elementlar (masalan, xrom, alyuminiy, titanium) bilan reaksiyaga kirishib, karbidlarni hosil qiladi va qotishma yuzasida himoya oksidi plyonkasini (masalan, Cr₂O₃, Al₂O₃) hosil qilish uchun zarur bo'lgan elementlarni iste'mol qiladi. Bu qotishmaning yuqori haroratli oksidlanishga va qattiq muhitda (masalan, oltingugurt miqdori yuqori bo'lgan dengiz gaz turbinasi ish sharoitlarida) issiq korroziyaga chidamliligini pasaytirib, ingichka va kamroq barqaror oksidli plyonkaga olib keladi.

Xulosa qilib aytganda, nikel{0}}asosli superqotishmalardagi uglerod miqdorini qat'iy nazorat qilish qotishmaning yuqori haroratga- chidamliligi, qattiqligi, o'rmalanishi va korroziyaga chidamliligini muvozanatlashning asosiy sharti bo'lib, ekstremal xizmat sharoitida komponentlarning xavfsiz va ishonchli ishlashini ta'minlaydi.