ШОЙЫН Шойындағы көміртегі: n цементит n графит

ШОЙЫН Шойындағы көміртегі: n цементит n графит түрінде орналасады, Көміртегі цементит түрінде орналасатын шойын ақ шойын аталады n Көміртегі графит түрінде орналасатын шойын сұр шойын аталады.

Шойынның механикалық қасиеті оның құрылымына қарай тікелей өзгереді. Құрылымында графит азайғанда беріктігі көтеріледі. • Шойынның қаттылығы төмен(143 -255 НВ). • Графит шойынның үйкеліске қарсылығын, тозуға төзімділігін, кесіп өңделуін көтереді.

• Графиттің пішініне қарай шойындар: сұр, соғылымды аса берік болып ажыратылады.

Сұр шойын n Құрамындағы графиттің пішіні тілімшекті, жарықшаға ұқсас. n Сұр шойын қорытпаны баяу суыту арқылы алынады. n Механикалық қасиеттері (беріктігі, созымталдығы) төмен

Сұр шойындар құрылымы а – перлитті; б – ферритті-перлитті; в – ферритті

Шойынның құрылымдары

Сұр шойындар СЧ (серый чугун) әріптерімен маркіленеді. Әріптерден кейін беріктік шегін көрсететін цифр қойылады ГОСТ 1412 - 85. СЧ 10, СЧ 15, СЧ 18 - беріктік шектері 100 -180 МПа ( 10 -18 кгс/мм 2 ).

Аса жауапты емес тетіктер үшін (СЧ 10, СЧ 15, СЧ 18) - құрылыс колонналары, фундамент плиталары, ауыл-шаруашылығы машиналарының ауыр күш түспейтін құйма тетіктерін, станоктар, автомашиналар және тракторлар, арматуралар және т. б. жабдықтарды жасауда қолданылады.

Жауапты тетіктер үшін (CЧ 21, CЧ 24, CЧ 25, CЧ 30, CЧ 35) -ауыр күш түсетін станоктардың, механиз мдердің тұғырын, поршеньдер, цилиндр лер, үлкен қысым түсетін компрессорлар, арматуралар, дизельді цилиндрлер, қозғалтқыш жиынтықтар тетіктерін, металлургия жабдықтары тетіктерін және т. б. қолданылады.

Кейбір сұр шойынның механикалық қасиеттері (МСТ 1412 -85) Шойын sв, МПа d, % НВ, МПа Металдық негізінің құрылымы СЧ 15 150 - 1630 -2290 Феррит СЧ 25 250 - 1800 -2500 Феррит + перлит СЧ 40 400 - 2070 -2850 Перлит СЧ 45 450 - 2290 -2890 Перлит

Аса берік шойын n Шар тәрізді графиттен тұратын шойын аса берік шойын аталады n Шар тәрізді графитті алу үшін сұйық шойынға магний (0, 03 -0, 07%) енгізіліп шойынды модификаттайды. n Шар тәрізді графитті шойындар жоғары механикалық қасиеттерімен қатар құймалық қасиетін де жоғалтпайды, тозуға төзімді.

Маркілеу принципі: BЧ 35, BЧ 40, BЧ 45. . . в 350 -450 МПа 140 -225 НВ

Кейбір аса берік шойынның механикалық қасиеттері (МСТ 7293 -85) n Шойын в d, % , НВ Металдық негізінің МПа құрылымы ВЧ 38 380 17 1400 -1700 Феррит пен аздаған ВЧ 42 420 12 1400 -2000 перлит ВЧ 50 500 7 1710 -2410 ВЧ 60 600 2 2000 -2800 Перлит пен аздаған ВЧ 80 800 2 2500 -3300 феррит ВЧ 1200 2 3020 -3800

Аса берік шойыннан • автомобильге иінді білік, цилиндр қақпақтары, басқа құймалы тетіктер; • ауыр машина жасауда - илемдік орнақтың көп тетіктері, ұсталық баспақтау жабдықтары; • химиялық және мұнайлық өндірістерінде сорғы, желдеткіш тұрқылары жасалынады.

Соғылымды шойын n Соғылымды шойынды алу үшін ақ шойынды ұзақ уақыт жоғары температурада жасытады. n Жасытылған ақ шойындағы көміртегі үлпек тәрізді болып қалыптасады. n Сұр шойынмен салыстырғанда беріктігі мен созымталдығы жоғары.

Соғылымды шойын құрылымдары а – ферритті; б – ферритті – перлитті; в - перлитті

Соғылымды шойынды КЧ (ковкий чугун) әріптерімен және цифрмен маркілейді (ГОСТ 1215 -79). КЧ 30 -6, КЧ 33 -8, . . . Бірінші цифрлар беріктік шегін - Мпа, екінші цифр – салыстырмалы созылуын, % көрсетеді.

Кейбір соғылымды шойынның механикалық қасиеттері(МСТ 1215 -79) Чугун в, МПа d, % НВ Металдық негізінің құрылымы КЧ 30 -6 300 6 1000 -1630 Феррит + (10 -3 %) КЧ 35 -10 350 10 1000 -1630 перлит КЧ 37 -12 370 12 1100 -1630 КЧ 45 -7 450 7 1500 -2070 Перлит + (20 -0 %) КЧ 60 -3 600 3 2000 -2690 феррит КЧ 80 -1, 5 800 1, 5 2700 -3200

• КЧ 37 -12, КЧ 35 -10 соғылымды шойындар жоғары динамикалық және статикалық күш түсетін тетіктерге қолданылады (күпшек, қапсырмалар, іліктер т. б. ) • КЧ 30 -6, КЧ 33 -8 – аса жауапты емес тетіктер үшін (бастиектер, сомын, қамытшалар, ернемектер, жалғастырғыш тар т. б. ) пайдаланылады.

Шойын мен болатты өндіру Металл өндіру металлургия өнеркәсібінде жүргізіледі. Қажетті шикізаттар: • рудалар • флюстер • отын немесе жанармай • отқа төзімді материалдар

Руда - әртүрлі химиялық қосылыстар түрінде кездесетін металдар мен тау жыныстарынан тұратын минералдан құралады. Таза металл құрамында 30 -50% немесе 2 -5 % болуы да мүмкін.

Флюс – руданың құрамындағы металды тау жыныстарынан, басқа да кірмелер ден тазарту үшін және пештің ішіндегі химиялық процестерді қалыптастыру мақсатымен енгізілген арнайы материалдар. Флюс ретінде құм, ізбес тастары, кальцийдің немесе магнийдің қосылыстары, тау жыныстарының құрамына қарай, алынады.

Шойын өндіру Негізгі шикізат темір рудалары. -Магнитті темір тас (магнезит) құрамында Fe 3 O 4 темір оксиді күйіндегі темірдің мөлшері 65% таяу. - Қызыл темір тас (гематит) Fe 2 O 3 -60% Fe - Қоңыр темір тас n·Fe 2 O 3·m·H 2 O оксид гидраты күйінде 55% Fe. - Шпатты темір тас- Fe. CO 2 көмірқышқыл тұз күйінде 40% Fe жатады.

Отын ретінде кокс, және флюс ретінде Ca. CO 3 ізбес тасы қосылады. n Флюстердің көмегімен бос тау жыныстары шлаққа айналады да отынның құрамындағы күкірт жойылады. Өндірудің алдында темір рудалары арнаулы дайындықтан өтеді. Алдымен әртүрлі тәсілдер қолданылып руданың құрамындағы темір байытылады. Байыту жолдарына руданы сумен жуып балшықты-құмды ортадан тазарту, немесе магнитті сепарациядан өткізу, т. б. жатады.

Шойынды өндіру домна пешінде темір кенін қорытумен жүргізіледі. n Домна пештер шахталы пештер қатарына жатады. n Оның пайдалы көлемі 1300 -2300 м³ , биіктігі 30 метрге таяу тәулігіне 2000 тоннаға дейін шойын өндіріледі.

Домна пешіндегі процесс кезеңдері: • отындағы көміртегінің жануы, • шихтаның компоненттерінің ыдырауы, • тотықтарды тотықсыздау, • темірдің көміртегіне қанығуы, • қождың түзілуі.

Шойын өндіру • Домна пешінде алынатын қож өндірісте кеңінен қолданылады. Олардан цемент және басқа құрылыс материалдары дайындалынады (қожды блоктар, жылу ұстағыш қожды мақта және басқалар).

Болат өндірісі Болатты өндіру үшін қажетті шикізат болып қара металдар сынығы (лом) алынады. Қойылатын талап, мұндағы көміртегінің мөлшері 0, 6% - кем болмау керек. Әдетте шойын сынықтарын көбейтіп немесе азайтып бұл шама реттеліп отырылады.

Болат өндірісі Болатқа қажетті химиялық құрамы мен сапасын қамтамасыз ететіндей физикалық-химиялық процесті жүргізу үшін сұйық шлак түзетін қосымша материалдар енгізіледі. Мұндай материалдар ретінде сөндірілген ізбес, плавикті шпат, отқа төзімді ұнтақталған материалдар алынады.

Болат өндірудің бірінші кезеңінде - отынның қызуымен металл сынықтары ериді де ондағы элементтер тотықтана бастайды. Басқа элементтерге қарағанда көміртегі қарқынды тотықтанады да түзілген көмірқышқыл газы балқыған металдан көпіршіп бөлініп шығып кетеді.

Екінші кезеңде – металдан күкірт пен фосфор бөлініп алынады. Температура көтерілген сайын сұйық металл қайнай бастайды. Болаттың құрамындағы күкірт шлакта балқыған темір мен бірге шлакқа өтіп, химиялық әрекеттесу арқылы бөлініп шығады.