Termiki və termomexaniki üsullarla möhkəmləndirmə

Nəzarətolunan yayma zamanı möhkəmləndirmə

Son zamanlar azlegirlənmiş poladların möhkəmləndirilməsi üçün yeni emal növü olan nəzarətolunan (tənzimlənən) yayma prosesindən istifadə edilməyə başlanılmışdır. Bu emal növü yüksək möhkəmliyə və kifayət qədər plastikliyə və özlülüyə malik olan azperlitli poladların möhkəmləndirilməsində daha böyük əhəmiyyət kəsb edir.

Nəzarətolunan yayma zamanı deformasiyanın rejiminə və soyuma şəraitinə ciddi nəzarət edilir və reqlament qoyulur. Qızmar emal zamanı, əsasən də ondan sonra rekristallaşma prosesləri getdiyini nəzərə alaraq deformasiya və soyuma rejimləri elə seçilməlidir ki, nəticədə xırda və bircinsli struktur yaransın. Nəzarətolunan yayma zamanı tənzimlənən parametrlər austenitləşmə temperaturu, deformasiyanın temperaturu və dərəcəsi, yayma əməliyyatları arasındakı fasilələr, deformasiyadan sonrakı saxlama müddəti, soyuma rejimləri və digər proseslərdir.

Nəzarətolunan yaymanın nəticələri xeyli dərəcədə emal edilən poladın kimyəvi tərkibindən asılıdır. Bu üsulla emal olunan poladların tərkibinə, adətən, az miqdarda karbonitridəmələgətirici elementlər  vanadium və niobium əlavə edilir. Nəzarətolunan yayma hesabına belə poladların axıcılıq həddi 15-20%, zərbə özlülüyü 30% artır, kövrəkliyin böhran temperaturu 30-50⁰C aşağı düşür.

Poladda manqanın miqdarı 0,5%-dən 1,5%-ə qədər artdıqda onun müsbət təsiri özünü göstərir. Belə ki, yayma zamanı belə poladlarda poliqonlaşmış ferrit substrukturu alınır. Nəzarətolunan yayma üçün nəzərdə tutulan poladlar niobium, vanadium, alüminium və digər elementlərlə mikrolegirləndikdə ikinci fazanın hissəcikləri hesabına möhkəmlənmə ehtimalı artır. Bu halda yalnız axıcılıq həddi deyil, həm də kövrəkliyin böhran temperaturu artır. Axırıncının qarşısını almaq üçün metallik əsasın effektiv fraqmentasiyasını yaratmaq lazımdır. Bunun üçün faraların yaranma proseslərini tənzimləmək tələb olunur.

Nəzarətolunan yaymanın nəticələri poladın kimyəvi tərkibindən əlavə xeyli dərəcədə onun qızma temperaturundan, deformasiya dərəcəsindən, gedişlərin sayından, sonuncu gedişin temperaturundan və sıxma dərəcəsindən, yaymadan sonra metalın soyuma sürətindən asılıdır. Yaymanın temperaturu və müddəti austenit dənələrinin ölçüsünü və bərk məhlulda həll olan karbidəmələgətirici elementlərin payını müəyyən edir. Austenitin dənəsinin ölçüsü izafi faza hissəciklərinin həllolma dərəcəsindən asılıdır. Karbonitrid fazalarının hissəcikləri austenit dənələrinin sərhədlərinin hərəkətinə mane olur. Bu fazaların bərk məhlula keçməsi ilə onların tormozlayıcı təsiri yox olur. Karbonitridlərin həllolma prosesləri 950-1000⁰C temperaturda başa çatan vanadiumlu poladlarda austenitləşmə temperaturunun əlavə olaraq artırılması dənələrin böyüməsinə səbəb olur və dispersion möhkəmlənmə effektinə ciddi təsir göstərmir.

Karbonitrid fazalarının austenitdə həllolma dərəcəsi də soyuma zamanı bərk məhlulun ifrat doyma dərəcəsini və, uyğun olaraq, sonrakı dispersion möhkəmlənmənin intensivliyini müəyyən edir. Əgər qızma zamanı karbonitridlərin bərk məhlula keçməsi tam təmin olunmursa, həll olmayan hissəciklər poladın möhkəmlənməsinə təsir etmir.

Aparılan tədqiqatlar göstərir ki, yaymanın son temperaturunun azalması poladın mexaniki xassələrinə ciddi təsir göstərir. Yaymanın son temperaturunun aşağı düşməsi austenit dənələrininin xırdalanmasına gətirib çıxarır və nəticədə ferrit dənələrinin ölçüsü də kiçilir. Bu isə xassələrə müsbət təsirini göstərir. Məsələn, 0,22%C, 1,33% Mn və 0,026% Nb olan və 1250⁰C temperatura qədər qızdırılmış poladın yayma temperaturunun sonunu 1000⁰C-dən 700⁰C-yə qədər aşağı saldıqda axıcılıq həddi 450-dən 550 MPa-ya qədər artır, soyuqsınma temperaturu isə +25⁰C-dən 75⁰C-yə qədər azalır.

Beləliklə, nəzarətolunan yayma zamanı yüksək möhkəmlik xassələri almaq üçün qızma temperaturu 1200-1250⁰C, deformasiyanın sona çatma temperaturu isə 850⁰C-dən az qəbul edilməlidir. Karbonitrid hissəciklərinin ayrılmasının qarşısını almaq məqsədilə sürətli soyuma tətbiq edilir. Qeyd etmək lazımdır ki, nəzarətolunan yaymanın sənayedə tətbiqi zamanı müəyyən çətinliklərlə qarşılaşırlar. Belə ki, nitrid və karbonitrid birləşmələrinin optimal paylanmasını və ayrılmasını təmin etmək üçün hər bir polad öz rejimi ilə yayılmalıdır. Digər tərəfdən mövcud yayma dəzgahlarının gücü aşağı temperaturlarda (850-750⁰C) yayma prosesini yerinə yetirməyə imkan vermir.