oțel pulbere

oțel Pulbere. Ieri, astăzi și mâine.

Timp de mai mulți ani, urmărind discuțiile care au loc între maeștrii cazul lamei de cuțit de a alege din oțel, am observat că mai mult de jumătate din cele dedicate discutării oțelurilor pulbere. De fapt, interesul în acest grup de materiale este de înțeles, deoarece este „pulbere“ este acum ocupat ferm „cuțit Olympus“. Ea le aparține de cele mai multe „înregistrări“ ca abilitatea lor de a menține un avantaj de tăiere (RK), și rezistență la diferiți factori de stres. Și este fabricat din oțel sub formă de pulbere a produs un număr vizibil de lame din clasele de mijloc și de înaltă.

În același timp, în jurul valorii de „pulberi“ avânta multe legende au suficient hype avantajele și dezavantajele unei neînțelegeri. Prin urmare, nevoia așteptată de mult timp pentru a vorbi despre tehnologia cea mai „redistribuire pulbere“, structura și proprietățile oțelurilor pulbere, cu privire la perspectivele de dezvoltare a acestei clase de materiale. Ceea ce voi încerca acum să facă.

Să ne uităm la tehnologia în sine, ci mai întâi începe de departe.

carburilor mari, distribuite inegal nu numai că reduc caracteristicile mecanice ale oțelului, dar, de asemenea, o anizotropie apreciabilă a acestor caracteristici, și anume.? E. neuniformitate de proprietăți în funcție de direcția. Pentru lame situație este chiar mai exacerbat direcția cea mai nefavorabilă (transversală, adică perpendicular pe banda lamă) încă coincide cu direcția rezistenței structurale inferioare.

Mai mult, heterogenitatea carbura exprimat (care este caracterizată prin termenul de „calitate“ a fazei de carbid și distribuția sa este măsurată în puncte pentru.? N.) Creează probleme de măcinare crește tendința de a se sparge și o lesa. A început cu o mulțime de carburilor mari și distribuite inegal mai rău care pot fi supuse de lucru la cald, și pornind de la un anumit grad la.? Mr. materialul încetează să mai fie deformată în condiții normale. Acest oțel dobândește la structura neomogenă, iar rezultatele în sine sunt mai puțin previzibile.

Rezultatul este un cerc închis menționat pentru a mări rezistența, este necesar să se mărească cantitatea fazei carbid, dar pentru a menține proprietățile mecanice acceptabile scad și îmbunătățirea distribuției. Deoarece cantitatea și tipul fazei de carbură depinde de compoziția oțelului (în principal, asupra conținutului de carbon și de cantitatea și tipul de elemente de aliere), oțelurile redistribuirea clasică există o anumită limită de dopare (și în consecință conținutul fazei carbura) la care oțelul are încă un minim admisibil proprietăți mecanice și tehnologice. Și acolo, caracteristici, respectiv, și limita stoykostnyh.

Acum, cred că, este de a enumera tipurile de carburi (după origine și compoziția) și notați amploarea efectului lor negativ asupra proprietăților de oțel.

Luați în considerare procesul de cristalizare a lingoului (mult simplificată).

Deci, dacă vom merge de sus în jos pe scara de temperatură, în timp ce răcirea secvențial de topitură alocate:

carburilor primare sunt alocate direct din topitură. Acest lucru, de obicei, carburi și carbonitruri ale elementelor din 4 și a 5 grupurile cele mai frecvent întâlnite în cazul în care conținutul carburilor de vanadiu din oțel mai mare decât ultimul de 67%;

carburilor eutectice sunt incluse în compoziția eutectică și sunt eliberate în timpul solidificării ultimelor porțiuni ale lichidului. Datorita dimensiunilor sale mari (până la 50 microni) și morfologie (eutectice „încapsulează“ dendrite primare și cereale, formând o plasă) carburile precis eutectice afectează cel mai puternic rezistența și proprietățile tehnologice ale oțelului. carburilor eutectice sunt în principal reprezentate pe baza carburilor de crom și tungsten (molibden). În oțeluri eutectice vysokovanadievyh pot fi prezente pe baza de carbură de vanadiu ( „fină“ structură);

carburile secundare extrase din austenită în timpul răcirii. Ele sunt de distribuție mici și foarte uniformă. În anumite condiții, se poate forma un grosieră de carbură de clustere, inhomogeneity afectând;

In general, cu cantități crescătoare de faza carburii de crestere dimensiuni carburile și se deteriorează distribuția acestora.

Astfel, vedem că, pentru o cantitate mare de fază de carbură pentru a menține puterea acceptabilă și proprietăți tehnologice, este necesar să se reducă dimensiunea carburilor și să facă distribuția lor mai uniformă. Și cea mai mare parte este de a „lupta“ cu carburilor eutectice ca cel mai „nociv“. Și nu e ușor. Aproape toate de mare viteză și marea majoritate rezistente la coroziune și mor oțeluri sunt clasa ledeburitic, adică, au carburilor eutectice în structura. Dintre cele mai comune mărci pot fi numite P18, R6M5, H12MF, 95X18, și așa mai departe.? D.

Cum poate fi asta? Există mai multe moduri de a rezolva problema.

1. Optimizarea oțelului. Acest lucru reduce cantitatea de carburilor eutectice, iar rezistența la uzură necesară este obținută în detrimentul altor tipuri de carburilor. Un exemplu tipic de astfel de soluție, multe oțel vysokovanadievye.

2. microaliere. Multe elemente fac grila eutectică mai „subțire“, pentru a îmbunătăți distribuția carburilor eutectice și poate reduce dimensiunea lor. De obicei, acest karbidoobrazovateli puternic, elemente ale Grupului 2 și REM.

3. de înaltă intensitate deformare plastică. Prin creșterea gradului de deformare este parțial carburile concasate și îmbunătățește distribuția (în special atunci când se utilizează metode de deformare speciale).

4. Creșterea ratei de cristalizare.

Este din urmă principiu, neraportate aproape absolută, și este baza tehnologiei metalurgia pulberilor. Cum pot crește viteza de răcire? Elementar reduce dimensiunea lingoului. Când un lingou de ordinul a 150 dimensiune um (un tipic „particule de pulbere“), viteza de răcire ajunge la 104105 K / s, în astfel de cantități și viteze obținute eutectic foarte „subțire“, iar dimensiunea carburilor este mai mică de 23 microni. Cum este pus în aplicare în practică? În mai mulți pași, care se numește redistribuire de pulbere de execuție secvențială.

1. O topitură având o compoziție corespunzătoare compoziției oțelului, este pulverizată în diferite moduri (se poate utiliza aerul, azot, gaze nobile, apa, hidrocarburi și așa mai departe.? D.). Particulele pulverizate cristalizeze din metal. Astfel, fiecare „particule de pulbere“ reprezintă mikroslitok. Ieșirea este o pulbere metalică.

2. Dacă este necesar, pulberea este supusă unui tratament suplimentar (îndepărtarea incluziunilor nemetalice, nitrurarea fază solidă și așa mai departe.? D.).

3. Apoi, pulberea este turnat într-un recipient realizat din material plastic, evacuat și sigilat.

4. Rezervorul este supus turnarea la presiuni ridicate (cateva sute / mii de atmosfere la temperatura obișnuită). (Opțional).

5. Se efectuează fazei solide sau două faze (în prezența unei anumite cantități de fază lichidă) sinterizare la T ridicată (11501300 ° C) și presiuni (zeci / sute de atmosfere).

De fapt, această distincție pulbere și metode standard pentru producerea capetele de oțel. Bare din oțeluri de pulbere se supune la deformare la cald, și așa mai departe.? D. (Fig. 1).

Tehnologia a fost dezvoltat la mijlocul anilor 1960 în Suedia (în tehnologia de pulbere URSS pentru ceva timp numit „procesul suedez“). oțel de pulbere au fost utilizate pe scară largă de la începutul anilor 1970. În prezent, praf de redistribuire în străinătate a produs o cantitate semnificativă de clase de oțel, în principal, de înaltă. În URSS, metalurgia pulberilor a fost centrul RSS Ucrainene, și după Uniune, aproape toate întreprinderile au fost în Ucraina.

1. Datorită dimensiunii mici și aproape de distribuția ideală a carburilor în pulbere au fost:

poate crește în mod semnificativ gradul de dopaj (sau „push“, în oțelul peste faza carbura), îmbunătățind astfel proprietățile stoykostnye oțelului (Figura 2).

la o limitare rezonabilă a valorii fazei de carbură obținut cele mai bune caracteristici mecanice;

oțel Pulbere este mult mai bine lustruit (și, uneori, un ordin de mărime) și forjate;

în timpul întăririi oțelului este o soluție solidă mai saturate și cereale fine uniformă, care promovează o anumită creștere a durității, rezistenței la căldură, proprietăți mecanice și rezistență la coroziune.

2. Tehnologia Powder permite destul de ușor să se obțină metodele în fază solidă din oțel de înaltă nitrurarea (de exemplu oțel Vancron 40/50 și Vanax 35/75).

3. Pulberile pot fi utilizate pentru a crea materiale prin aliere mecanică (karbidostali, metaloceramicelor, oțel DUO).

1. Pulbere de repartiție se extinde, dar nu modifică limitele de dopaj. De exemplu, procesul de pulbere nu afectează dimensiunea și morfologia carburile primare (acestea sunt prezente în compoziția oțelurilor, cum ar fi CPM10V, CPMS90V și așa mai departe.? D.). Creșterea cantității de carburi primare conduce la degradarea rapidă a proprietăților mecanice și tehnologice ale oțelului (de exemplu, CPM15V). Există, de asemenea, o limită de mai jos, dacă oțelul nu are carburilor eutectice în structura, redistribuirea pulbere nu are nici un sens, și de multe ori duce la o deteriorare a proprietăților.

2. Pulbere de oțel au de obicei mai multe incluziuni nemetalice (cu toate că această luptă cu succes).

3. Pulbere a devenit vizibil mai scumpe (în raport cu oțel slab aliate sunt de aproximativ trei ori, pentru diferența de mare mai puțin). Producția lor necesită echipamente scumpe, limitate la dimensiunea maximă a pieselor.

Trebuie înțeles faptul că redistribuirea pulberii nu este o baghetă magică. El face un singur lucru se luptă cu eterogenitate carbură. Metoda cea mai avantajoasă de preparare a acestor oțeluri înalt aliate (de exemplu, viteza ridicată sau rezistente la coroziune), în care îmbunătățirea durabilității, proprietăți mecanice și tehnologice compensează creșterea costurilor.

Și acum aș dori să revizuiască principalele direcții de dezvoltare a metalurgia pulberilor.

2.Uluchshenie Oțelurile metalurgice. În primul rând, lupta împotriva incluziuni nemetalice. Dacă inițial metalul topit, înainte de pulverizare într-un cuptor deschis, apoi mai târziu sa mutat la unitatea de vid, a adăugat procesarea zgurei și a luat măsuri speciale împotriva zgură de metal care se încadrează pulverizat. Acest lucru a condus la o creștere semnificativă a proprietăților celor mai recente oțelurile generație.

3. Obținerea de oțeluri înalt nitrurare cu pulberi solide. În acest aș dori să oprească și să revizuiască cele mai recente din oțel de construcții Uddeholm ridicat de carbon Otel familii Vancron si Vanax.

De regulă, nitruri și carbonitruri sunt mai mici și mult mai uniform distribuite, ele au o duritate ceva mai mică decât cea a carburilor, dar ele sunt matrice mult mai bine păstrate;

Proprietățile combinate ale acestor oțeluri sunt considerate ca fiind cele mai promițătoare printre oteluri de scule (Vancron), și printre rezistente la coroziune (Vanax).

Cel mai nou de oțel muri «Uddeholm».

Oțelul este încă în producția de semi-industriale și, teoretic, ar trebui să ofere un nou nivel de rezistență RK.

Vanax 35 și 75 Vanax

Atât de oțel cu rezistență ridicată (Vanax 75, cred, ar trebui să fie, în general unul dintre liderii) asigură proprietăți mecanice ridicate și rezistență ridicată la coroziune (inclusiv prezența clorurilor). Acesta este primul de oțel cu rezistență extrem de mare RK pe cuțit, având o rezistență la coroziune, suficient pentru utilizarea lor în industria alimentară și pentru utilizare în apa de mare.

VANAX 35 pot fi deja găsite în producția de serie, Vanax 75 încă o raritate.

Și acum, uita-te la principalele concepții greșite asociate cu oțel sub formă de pulbere.

1. Da, ce fel de oțel, există carbon 3%?

Granița din oțel / fier turnat cu 2,14% C a venit cu graficul FEC și corespunde cu apariția condițiilor de echilibru eutectice. Înainte de această limită a fost menținută la 1,7% C și a corespuns la limita la care oțelul forjat a fost la mai multe condiții convenționale. Constat acest lucru se aplică numai pentru oțel nealiat. Pentru oțeluri înalt aliate nu este așa.

2. Pulberile sunt produse prin tehnologia de aliaj amorf.

Eroarea este legată de similitudinea redistribuției pudră și una dintre tehnologiile pentru producerea aliajelor amorfe. De fapt, există diferențe fundamentale, în special în modul de compactare. Ca urmare a oțelurilor pulbere au o structură comună cu unele caracteristici din care am vorbit deja.

3. Pulberile cuțit pentru desktop nepotrivite casant ca sticla.

oțel Pulbere sunt diferite, cu o compoziție și proprietăți diferite. Și dacă această afirmație este parțial adevărată pentru oțeluri sverhvysokolegirovannyh ale aceluiași PAA 72, apoi, de exemplu, CPM3V cunoscut ca unul dintre cele mai rezistente la sarcini extreme oțeluri. Ca regulă generală, „pulberi“ proprietăți mecanice superioare semnificativ de oțel din aceeași compoziție, obținută prin prelucrarea convențională.

4. Lamele acestor oțeluri sunt sinterizate direct sub forma aproape de produsele finale.

Aici, din nou, confuzia cu tehnologia. Spre deosebire de astfel obținute (aproape la fel de bine), produse de unica scopuri structurale sau funcționale, pulbere de oțel produsă prin tehnica descrisă mai sus.

5. Pulbere a devenit cea mai mare realizare a metalurgiei moderne.

Aici, nu e chiar adevărat. În primul rând, tehnologia de pulbere a fost dezvoltat pentru o lungă perioadă de timp, și pulbere de multe din oțel au fost produse de peste 30 de ani. În al doilea rând, redistribuirea pulbere rezolvă doar o singură problemă, și ei au un pic mai mult metalurgia modernă. Dar, printre cei prezenți pe piața de materiale sub formă de pulbere din oțel ele nu au o combinație foarte bună de proprietăți.

Compania „Basselard“ mulțumiri pentru materialul ediție a revistei „Tăietura“.