Дараагийн төсөлдөө төмрийн хайлшийг буруу сонгох нь гамшигт үр дүнд хүргэж болзошгүй юм. Хүчтэй стрессийн дор та гамшгийн бүрэлдэхүүн хэсгийн бүтэлгүйтэлтэй тулгарч магадгүй юм. Эсвэл та шаардлагагүй хэт инженерчлэлээр төсвийг их хэмжээгээр үрэх эрсдэлтэй. Худалдан авах ажиллагааны багууд ихэвчлэн үндсэн түүхий эдийг эцсийн инженерийн хайлштай андуурдаг. Энэхүү металлургийн дэвшлийг ойлгох нь маш чухал юм. Түүхий гахайн төмрийг хэрхэн боловсруулсан саарал эсвэл уян харимхай төмөр болж хувирдгийг та мэдэх ёстой. Энэхүү мэдлэг нь үнэн зөв эх үүсвэрийг баталгаажуулж, эд ангиудын аюулгүй байдлыг баталгаажуулдаг.
Энд бидний зорилго тодорхой. Бид таны материаллаг шийдвэрүүдийг чиглүүлэхийн тулд өгөгдөлд тулгуурласан хатуу үнэлгээний тогтолцоог бий болгодог. Та нарийн механик ачаалал дээр үндэслэн элс цутгах материалыг хэрхэн зөв тодорхойлох талаар сурах болно. Мөн бид дулааны үндсэн шаардлага болон нэгжийн зардлын талаар авч үзэх болно. Энэхүү гарын авлагын төгсгөлд та цутгах үйлдвэрийн техникийн үзүүлэлтүүдийг итгэлтэйгээр удирдаж, материалын сонголтын нийтлэг алдаанаас зайлсхийх боломжтой.
Гол арга хэмжээ
Гахайн төмөр нь хэврэг, нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай түүхий эд бөгөөд цутгамал хайлуулах үндсэн суурь болохоос эцсийн цутгамал материал биш юм.
Саарал төмрийн элс цутгах нь чичиргээ сааруулагч, маш сайн боловсруулах чадвар, өндөр дулаан дамжилтыг хямд үнээр санал болгодог бөгөөд энэ нь цохилтод өртөхгүй, хатуу хэрэглээнд (жишээлбэл, машины суурь, тоормосны хүрд) тохиромжтой.
Уян төмөр нь магнийн тарилгад орж бал чулууг зангилаа болгон хувиргаж, хүнд цохилтод өртөх орчинд ган шиг уналтын бат бэх (40,000+ psi), өндөр суналтыг (18% хүртэл) өгдөг.
Материалын сонголт нь агшилтын хурд, магнийн бүдгэрэлтийн эрсдэл зэрэг цутгамал үйлдвэрлэлийн бодит байдалтай бүтцийн шаардлагыг тэнцвэржүүлэх ёстой.
Суурь: Цутгамал нийлүүлэлтийн сүлжээн дэх гахайн төмрийн тухай ойлголт
Цутгамал металлурги нь шингэн металлын элсний хэвэнд орохоос хамаагүй өмнө эхэлдэг. Гахайн төмөр нь энэ бүх үйл явцын үндсэн барилгын материал болдог. Энэ нь төмрийн хүдрээс шууд хайлуулсан завсрын бүтээгдэхүүн юм. Цутгамал үйлдвэрүүд тэсэлгээний зуух ашиглан олборлодог. Энэ түүхий эд нь нүүрстөрөгчийн хэт их агууламжтай байдаг. Нүүрстөрөгчийн түвшин ихэвчлэн 4% -иас 5% ба түүнээс дээш байдаг. Энэ их хэмжээний нүүрстөрөгчийн концентраци нь материалыг маш хэврэг болгодог. Та үүнийг нугалж чадахгүй бөгөөд хамгийн бага стресст амархан хагардаг.
Энэхүү хэт хэврэг шинж чанараас шалтгаалан гахайн төмөр нь цутгахад онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг. Цутгамал үйлдвэрүүд үүнийг бэлэн эд анги үйлдвэрлэхэд хэзээ ч ашигладаггүй. Та зөвхөн түүхий төмрөөр хийсэн арилжааны бүрэлдэхүүн хэсгийг олохгүй. Үүний оронд энэ нь хайлуулах зуухны үндсэн түүхий эд болдог. Цутгах үйлдвэрийн операторууд гахайн төмрийн блокуудыг бумба эсвэл индукцийн зууханд ачдаг. Тэд блокуудыг хайлуулж, химийн найрлагыг сайтар тохируулна. Тэд нүүрстөрөгч, цахиур, манганы түвшинг өөрчилдөг бөгөөд энэ нь маш тодорхой материалын зэрэглэлийг бий болгодог.
Таны нийлүүлэлтийн сүлжээ энэхүү эхлэл материалаас ихээхэн хамаардаг. Гахайн төмрийн анхны цэвэр байдал нь цутгах үйлдвэрийн амжилтанд шууд нөлөөлдөг. Өндөр чанартай ширэм нь хүхэр, фосфорын агууламж багатай байх ёстой. Хэт их хүхэр нь уян хатан төмрийг үйлдвэрлэхэд хүчтэй хордлого болдог. Хэрэв цутгах үйлдвэр нь чанар муутай төмрөөр эхэлсэн бол операторууд хайлмалыг цэвэрлэхийн тулд түрэмгий металлургийн боловсруулалтыг хийх ёстой. Энэхүү нэмэлт боловсруулалт нь үйлдвэрлэлийг удаашруулж, чанарын хяналтын эрсдэлийг бий болгодог. Цэвэр түүхий эд нь эцсийн цутгах шинж чанарыг урьдчилан таамаглах боломжтой болгодог.
Саарал төмрийн элс цутгах: Инженерийн хүч чадал ба бүтцийн хязгаарлалт
Та ашиглан эд ангиудыг инженерчлэх үед Саарал төмөр элс цутгах , та маш тодорхой бичил бүтцийн бодит байдалд тулгуурладаг. Энэ материал нь 2.5% -аас 4% нүүрстөрөгч агуулдаг. Мөн химийн бодисыг тогтворжуулахын тулд 1-3% цахиур дээр тулгуурладаг. Шингэн металлыг хөргөхөд нүүрстөрөгч нь тунадасждаг. Энэ нь хоорондоо холбогдсон үйрмэг бал чулуун бүтцийг үүсгэдэг. Эдгээр хурц ширхэгүүд нь тасралтгүй төмрийн матрицыг шууд утгаараа эвддэг. Энэхүү хугарсан матриц нь металд өвөрмөц физик шинж чанарыг өгдөг.
Инженерүүд энэ материалыг гурван үндсэн гүйцэтгэлийн давуу тал болгон үнэлдэг:
Чичиргээ сааруулагч: Ширхэг бүтэц нь уян харимхай бус үйлдлээр чичиргээний энергийг шингээдэг. Энэ нь дуу чимээг намдааж, чичиргээг ган эсвэл уян төмрөөс илүү сайн зогсоодог. Машин үйлдвэрлэгчид CNC төхөөрөмжийг тогтвортой байлгахын тулд үүнд тулгуурладаг.
Боловсруулах чадвар: Бал чулууны ширхэгүүд нь байгалийн хатуу тослох материалын үүрэг гүйцэтгэдэг. Зүсэх хэрэгсэл нь металыг зүсэх үед ширхэгүүд нь ирийг тослох болно. Энэхүү байгалийн чип эвдэрсэн шинж чанар нь багаж хэрэгслийн ашиглалтын хугацааг эрс нэмэгдүүлж, үйлдвэрлэлийн шугамыг хурдасгадаг.
Дулаан дамжуулалт: Энэ материал нь дулааныг гайхалтай үр ашигтайгаар дамжуулдаг. Бал чулуун сүлжээгээр дулаан хурдан дамждаг. Энэ нь хөдөлгүүрийн блок, хүнд даацын тоормосны ротор зэрэг эрчимтэй дулааны эргэлттэй тулгардаг эд ангиудын хувьд хамгийн тохиромжтой сонголт болгодог.
Эдгээр давуу талуудыг үл харгалзан та бүтцийн эрсдэлийг үнэлэх ёстой. Бал чулуун ширхэгийн хурц үзүүрүүд нь дотоод стресс баяжуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэд металл дотор микроскопийн хагарлын шугам үүсгэдэг. Үүний үр дүнд материал нь бага суналтын бат бөх чанарыг харуулдаг. Энэ нь ихэвчлэн 20,000-аас 60,000 psi хооронд хэлбэлздэг. Цаашилбал, энэ нь үндсэндээ тэг хэмжигдэх гарцын бат бэх буюу уян хатан чанарыг эзэмшдэг. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хүчтэй цохилт хийвэл гулзайлгахгүй, хэв гажилтгүй болно. Энэ нь зүгээр л хугарах болно.
Тодорхойлолтын явцад чанарын хяналт чухал хэвээр байна. Та зураг төсөл дээрээ А төрлийн бал чулууны тархалтыг зааж өгөх ёстой. А төрөл нь ширхэгийн жигд тархалтыг баталгаажуулж, оновчтой хүч чадал, бүтцийн гүйцэтгэлийг хангадаг. Та D болон Е төрлийн бал чулуу үүсэхээс хатуу зайлсхийх хэрэгтэй. Эдгээр хүсээгүй бүтэц нь метал хэт хурдан хөргөх үед үүсдэг. Тэд хатуу толбо үүсгэж, дулааны боловсруулалтын процессыг улам хүндрүүлдэг.
Уян төмрийн элс цутгах: Өндөр хүчдэлийн ачааллыг хэзээ зааж өгөх вэ
Аж үйлдвэрийн хэрэглээ нь ихэвчлэн зодуулж чадах материалыг шаарддаг. Энэ нь зангилааны цутгамал төмөр гэж нэрлэгддэг металлургийн томоохон өөрчлөлтийг авчирдаг. Цутгах үйлдвэрүүд шингэн хайлмагт тусгай зангилаа үүсгэгч бодис нэмснээр уян хатан төмрийг бий болгодог. Тэд ихэвчлэн магни эсвэл цериум хэрэглэдэг. Энэхүү химийн нэмэлт нь нүүрстөрөгчийг өөр өөрөөр талсжихад хүргэдэг. Бал чулуу нь хурц, эвдэрсэн ширхэгүүд үүсгэхийн оронд бичил харуурын бөмбөрцөг зангилаа үүсгэдэг. Эдгээр гөлгөр бөмбөрцөг нь төмрийн матрицыг тасралтгүй, бат бөх байлгах боломжийг олгодог.
Энэхүү бүтцийн өөрчлөлт нь инженерийн багийн гүйцэтгэлийн хэд хэдэн томоохон давуу талыг нээж өгдөг. Нэгдүгээрт, энэ нь металлын даацыг бүрэн өөрчилдөг. Уян хатан төмөр нь хамгийн багадаа 60,000 psi суналтын бат бэхийг өгдөг. Хамгийн чухал нь энэ нь хамгийн багадаа 40,000 psi-ийн тодорхой ургацын хүчийг санал болгодог. Энэ нь хурцадмал байдал дор цутгамал ган шиг ажилладаг.
Цохилтод тэсвэртэй байдал нь мөн эрс сайжирсан. Уян хатан төмөр нь гэнэтийн цохилтыг 7 ба түүнээс дээш фут фунт тэсвэрлэх чадвартай. Харьцуулбал, саарал төмөр 2 фут-фунт орчим хагардаг. Цаашилбал, A395 ба A536 зэрэг ASTM зэрэг нь онцгой уян хатан чанарыг олж авдаг. Тэд бүтэлгүйтэхээс өмнө 18% хүртэл сунадаг. Энэ нь бүрэлдэхүүн хэсэг нь аюулгүйгээр нугалж, хэв гажиж, бүрэн тасрахаас өмнө харааны анхааруулга өгнө гэсэн үг юм.
Гэсэн хэдий ч та хэрэгжүүлэх хэд хэдэн ноцтой эрсдэлийг хянах ёстой. Үйлдвэрлэлийн процесс нь хүхэргүйжүүлэхийг хатуу шаарддаг. Хүхэр нь бөмбөрцөг зангилааг устгадаг. Үүнээс гадна цутгах үйлдвэрүүд температурыг нарийн хянах ёстой. Магни нь маш бага буцалгах цэгтэй байдаг. Энэ нь шингэн төмрөөс хурдан ууршдаг. Энэ ууршилт нь 'бүдгэрэх' нөлөөг үүсгэдэг. Операторууд металыг элсний хэвэнд цутгахад хэтэрхий удаан хугацаа шаардвал магни алга болно. Цутгамал нь үйрмэг бал чулуу болон хувирна. Энэхүү далд урвуу нь тухайн хэсгийн бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг бүрэн алдагдуулж, талбайн аюултай эвдрэлд хүргэдэг.
Толгойн үнэлгээ: Саарал төмрийн эсрэг Саарал төмрийн цутгамал
Эдгээр хоёр металлыг харьцуулах нь ихэвчлэн өртөг болон бүтцийн үнэ цэнтэй холбоотой байдаг. Ерөнхийдөө саарал төмрийн эд анги үйлдвэрлэхэд 15% -иас 30% хямд байдаг. Металлурги нь илүү энгийн бөгөөд бага үнэтэй хайлшны элементүүдийг шаарддаг. Түүхий эдийн цэвэр байдлын шаардлага хамаагүй бага. Хамгийн чухал нь хатуурах үед агшилтын хурд бага байдаг. Цутгах үйлдвэрүүд агшилтын хөндийгөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хөгцний нарийн төвөгтэй систем эсвэл том тэжээлийн өргөгчийг барих шаардлагагүй. Уян хатан төмөр нь хөргөхөд маш их хэмжээгээр агшиж, цутгах үйлдвэрүүдийг агшиж буй хэсгийг тэжээхийн тулд нэг хэвэнд илүү шингэн металл ашиглахад хүргэдэг.
Инженерүүдэд үнэн зөв шийдвэр гаргахад нь туслахын тулд бид харьцуулсан матрицыг эмхэтгэсэн. Энэхүү график нь хоёр материалын өгөгдөлд тулгуурласан жишиг үзүүлэлтүүдийг тоймлон харуулав.
Гүйцэтгэлийн хэмжүүр |
Саарал төмөр элс цутгах |
Уян хатан төмрийн элс цутгах |
Графит хэлбэр |
Flake (хоорондоо холбогдсон) |
Бөмбөрцөг / зангилаа хэлбэртэй |
Уян хатан чанар ба суналт |
Бага зэрэг (Шууд эвдэрнэ) |
Маш сайн (18% хүртэл суналт) |
Чичиргээ саармагжуулах |
Онцгой (эрчим хүчийг шингээдэг) |
Бага, дунд зэрэг |
Дулаан дамжуулалт |
Өндөр (хурдан дулаан дамжуулалт) |
Бага (Нүүрстөрөгчийн гантай төстэй) |
Агшилтын хурд |
Бага (дамжуулахад хялбар) |
Өндөр (хөгжний нарийн төвөгтэй хаалт шаарддаг) |
Практик баталгаажуулалт: Цутгамалуудыг хэрхэн шалгаж, ялгах вэ
Заримдаа эд анги нь бичиг баримт дутуугаар танай байгууллагад ирдэг. Талбайн инженерүүд болон ирж буй чанарын баталгаажуулалтын багуудад материалыг нэн даруй шалгах арга зам хэрэгтэй. Та лабораторийн металлургийн шинжилгээг үргэлж хүлээж чадахгүй. Аз болоход та мэдрэхүйн үзлэгийн үндсэн аргуудыг ашиглаж болно. Та металлыг харж, сонсож, мэдэрч, түүний үндсэн бал чулууны бүтцийг тодорхойлох боломжтой.
Ирж буй бүрэлдэхүүн хэсгүүд дээр хийж болох гурван найдвартай хээрийн туршилт энд байна:
Акустик резонанс (цоргоны туршилт): Цутгамалийг агаарт түдгэлзүүлж, алхаар цохино. Саарал төмөр нь уйтгартай, богино, намуухан 'цохилт' үүсгэдэг. Үрсэн бал чулуу нь акустик энергийг шууд шингээдэг. Эсрэгээрээ уян харимхай төмөр нь тод, чанга дуугарах чимээ гаргадаг. Үргэлжилсэн матриц нь цуурайг ган хонх цохихтой адил хэдэн секундын турш хадгалах боломжийг олгодог.
Харааны зүсэлт: Хэрэв та металыг огтолж эсвэл хугалсан бол хугарлын гадаргууг сайн гэрэлтүүлгийн дор шалгана уу. Саарал төмөр нь бараан, царцсан, барзгар гадаргууг харуулдаг. Бал чулууны ширхэгүүд гэрлийг шингээдэг тул уйтгартай харагддаг. Уян хатан төмөр нь хугарлын хавтгайд илүү тод, арай илүү талст төрхийг харуулдаг.
Боловсруулалт ба файлын санал хүсэлт: Металл файлыг чухал биш ирмэг дээр ав. Саарал төмөр нь маш бага эсэргүүцэлтэй байдаг. Энэ нь таны хурууг амархан түрхэж, харлуулдаг нарийн ширхэгтэй нунтаг чипс үүсгэдэг. Уян хатан төмрийг бөглөх нь илүү их биеийн хүч чармайлт шаарддаг. Файл нь тодорхой 'swoosh' дуугардаг. Энэ нь нунтаг болж хувирдаггүй, илүү том, цэвэрхэн, буржгар чипс үйлдвэрлэдэг.
Шийдвэрийн хүрээ: Төсөлдөө тохирох хайлшийг богино жагсаалтад оруулах
Зөв хайлшийг сонгохын тулд материалын бичил бүтцийн шинж чанарыг өөрийн бүрэлдэхүүн хэсгийн бодит орчинтой уялдуулах шаардлагатай. Та бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хэт инженерчлэх хүслийг эсэргүүцэх ёстой. Статик машины сууринд уян харимхай төмрийг зааж өгөх нь мөнгө үрдэг. Үүний нэгэн адил өндөр даралтын хавхлагт саарал төмрийг зааж өгөх нь сүйрэлд хүргэдэг.
Та зааж өгөх ёстой саарал төмөр элс цутгах . Таны бүрэлдэхүүн хэсэг нь үндсэндээ масс болон хатуулаг шаарддаг үед Хэсэг нь маш бага суналтын ачаалалтай тулгарвал үүнийг хэрэглээрэй. Нийтлэг жишээнд CNC машины суурь, үйлдвэрлэлийн насосны орон сууц, лифтний эсрэг жин орно. Дулаан тархалт нь гүйцэтгэлийн чухал хүчин зүйл хэвээр байгаа үед та үүнийг сонгох хэрэгтэй. Автомашины тоормосны роторууд болон хөдөлгүүрийн блокууд нь дулааныг гадагшлуулахын тулд энэ материалаас ихээхэн хамаардаг. Эцэст нь, нэгжийн өртгийг багасгаж, боловсруулах хугацааг багасгах нь таны төслийн үндсэн хязгаарлалт болох үед үүнийг сонго.
Үүний эсрэгээр, тухайн хэсэг нь аюулгүй байдлын хувьд чухал ач холбогдолтой үед уян хатан төмрийг зааж өгөх ёстой. Хэрэв бүрэлдэхүүн хэсэг нь гэнэтийн цохилт, түрэмгий гулзайлгах эсвэл өндөр дотоод даралттай тулгарвал бөмбөрцөг хэлбэрийн бал чулуу хэрэгтэй болно. Автомашины түдгэлзүүлэлтийн хяналтын гар, хүнд даацын хурдны хайрцгууд, даралтат усны хавхлагууд нь энэ материалыг шаарддаг. Цутгамал гангийн уналтын бат бэх шаардлагатай үед та мөн үүнийг зааж өгөх хэрэгтэй. Уян хатан төмөр нь танд гантай төстэй гүйцэтгэлийг өгөхийн зэрэгцээ төмрийн хайлшны хямд өртөг, өндөр цутгах чадварыг ашиглах боломжийг танд олгоно.
Дүгнэлт
Эдгээр цутгах материалуудын хоорондох сонголт нь үндсэндээ солилцоог илэрхийлдэг. Та нэг талдаа дулааны болон чийгшүүлэгчийн гүйцэтгэл, нөгөө талаас бүтцийн суналтын бат бэхийг сонгох ёстой. Гахайн төмөр нь хөшигний ард үлддэг. Энэ нь зөвхөн цутгах үйлдвэрийн хайлуулах зуухны үндсэн элемент болж өгдөг.
Төгсгөлийн инженерийн хэвлэлтийг түгжихээс өмнө идэвхтэй дараагийн алхмуудыг хийгээрэй. Сонгосон цутгах үйлдвэрийн металлургийн инженерээс шууд зөвлөгөө аваарай. Тэдэнд нарийвчилсан функциональ шаардлагуудыг өгөх. Хүлээгдэж буй нөлөөллийн ачаалал, дулааны орчин, боловсруулалтын тодорхой хүлцлийн талаар дэлгэрэнгүй бичнэ үү. Ердийн 'цутгамал' үнийн саналыг хэзээ ч бүү асуу. Цутгах үйлдвэр нь хаалганы систем, химийн бүтцийг таны хэсгийн яг геометр болон стрессийн профайлд нийцүүлэн боловсруулсан эсэхийг шалгаарай.
Түгээмэл асуулт
А: Би саарал төмөр эсвэл уян харимхай төмрийг гагнах боломжтой юу?
Х: Хоёр материал нь нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай тул гагнахад хэцүү байдаг. Гэсэн хэдий ч уян хатан төмөр нь арай илүү гагнах боломжтой. Амжилтанд хүрэхийн тулд та урьдчилан халаах зөв техник, никель дээр суурилсан дүүргэгч саваа ашиглах ёстой. Саарал төмрийг гагнах нь маш эрсдэлтэй байдаг. Энэ нь дулааны цочролд амархан өртдөг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн бал чулууны ширхэгийн дагуу шууд хагарахад хүргэдэг.
Асуулт: Саарал төмрийг боловсруулах нь уян харимхай төмрөөс яагаад хялбар байдаг вэ?
Х: Саарал төмрийн графитын ширхэгүүд нь байгалийн гаралтай, хатуу тосолгооны материал болдог. Зүсэх хэрэгсэл нь металыг цохих үед ширхэгүүд нь чипсийг цэвэрхэн салгахад тусалдаг. Энэ нь багажны элэгдлийг бууруулж, зүсэх үрэлтийг бууруулдаг. Уян төмөр нь илүү хатуу, зангилаа бүтэцтэй бөгөөд зүсэх ирийг эсэргүүцэж, илүү их дулаан, багажийн элэгдэл үүсгэдэг.
А: Цагаан ширэм, саарал ширэм хоёрын ялгаа юу вэ?
Х: Цутгамал нь шингэн металлыг маш хурдан хөргөж цагаан төмрийг бий болгодог. Энэхүү хурдан хөргөлт нь бал чулуу үүсэхээс сэргийлдэг. Үүний оронд нүүрстөрөгч нь цементит гэгддэг төмрийн карбидыг үүсгэдэг. Цагаан төмөр нь маш хатуу бөгөөд элэгдэлд тэсвэртэй боловч маш хэврэг байдаг. Энэ нь саарал төмрийн маш сайн боловсруулах чадвар, чийгшүүлэх шинж чанаргүй байдаг.
