Шойынды пісіру

Шойын деп көміртектің үлесі 2 % артық болған кезде көміртек пен темірдің қосындысын атайды. Шойын құрамындағы көміртек графит немесе Fe3C химиялық қосынды - цементит тəрізді. Шойынның екі түрі анықталған – ақ жəне сұр. Ақ шойындағы көміртек, жоғары қаттылықпен пен қоспаның морттылығын арттыратын цементит тəрізді, сондықтан құрылымдарда ақ шойын қолданылмайды. Сұр шойындағы көміртек иілімді графит тəрізді. Сонымен қатар, құрамында шар тəрізді графиты бар беріктілігі жоғары шойындар мен үлпек тəрізді графиттері бар

таптауға көнгіш шойындар кеңінен таралған. Графиттік қосындылар қоспаның металды негізін ажыратушы болса да жəне кернеулердің шоғырлануына əкелсе де, сҧр, беріктілігі жоғары жəне таптауға көнгіш шойындар ақ шойындардан жоғары

иілімділігімен ерекшеленеді.

Сұр шойында көміртектен басқа (3,2...3,8%) əдетте кремний де (1...5%) жəне марганец те (0,5...0,8%) бар. Сұр шойынды таңбалау барысында оның созу жəне

майысу барысындағы беріктілігі көрсетіледі. Мысалы, СЧ 18-36 дегеніміз: созу беріктілігі 180 МПа тең жəне майысу беріктілігі 360 Мпа тең сұр шойын.

Беріктілігі жоғары шойындардағы графиттің шар тəрізді болуы магниймен модификациялау (құрылысын үсату) есебінен қамтылады. Беріктігі жоғары шойынды таңбалау барысында онда беріктілік пен созу барысындағы салыстырмалы ұзару шегі көрсетіледі. Мысалы, ВЧ 40-10 дегеніміз: созу барысында беріктік

шегі 400 МПа тең жəне салыстырмалы ұзару шегі 10 % тең беріктілігі жоғары шойын. Таптауға көнгіш шойындарда көміртек ерікті түрде орналасқан, бірақ жоғары температуралы (950.1 000 °С барысында 20.25с) ұзақ қыздыру астында болғандықтан ол, онда үлпек тəрізді. Таптауға көнгіш шойын беріктігі жоғары шойын сияқты таңбаланады. Мысалы, КЧ 30-6 дегеніміз: созу барысында

беріктік шегі 300 МПа тең жəне салыстырмалы ҧзару шегі 6 % тең таптауға көнгіш шойын.

Пісірілетін байланыстардың пісірімділігі мен қасиеттері шойынның құрылысынан байланысты. Шойынның құрылысы оның құрамы мен технологиялық факторлармен сипатталады, оның ішіндегі бастысы, ол жоғары температураны суыту жылдамдылығы. Құрылысты қалыптастыратын басты процесс —ол графитизация процессі, яғни шойыннан көміртекті бөліп шығару процессі. Пісіру барысында графитизацияның ықпалы оңтайлы, өйткені ерікті түрдегі көміртектің шығарылуы

шойынның морттылығын төмендетеді. Шойынның құрамындағы барлық элементтер екі топқа: графитизацияға ықпал беретіндер (графиттегіштер) — C, Si, Al, Ni, Co, Cu; графитизацияға кедергі келтіруші (ағартушы), яғни көміртектің цементит тəрізді болуын жəне шойынның морттылығына ықпал ететін, — S, V, Cr, Sn, Mo, Mn. Шойынды пісірудің ең негізгі қиыншылықтары, ол, пісірілген жіктің жəне термиялық өндеу аймағының беріксізденуі, бұл пісіруден кейінгі суу барысында жүзеге ағарту процессі қосылады; осал құрылыстардың жəне пісірілген жоғары

кернеуліктің пайда болуы астында суық жарықтардың пайда болу мүмкіндігі; пісіру барысында газ интенсивті түрде ісер етуі барысында кеуіктіліктің пайда болуы; пісіру ваннасын ағып кетуден сақтап қалуды қиындататын шойынның арттырылған

сүйықтықтай аққыштықтың пайда болуы. Басты қиыншылықтар, ол пісіру барысында металл морттыланады жəне суық жарықтардың пайда болу мүмкіндігі, сондықтан шойынды пісірудің технологиясы осы факторларға аса назар аудару қажет.

Морттылық пен жарықтардың пайда болуының алдын алу мақсатында металлды сəл қыздыру процессі орын алады, графиттегіштермен қоспалау есебінен сұр шойынның құрылысын қамтамасыз ететіндей қоспа материалдары қолданылады, жəне де жез бен никель қосылған арнайы электродтар қолданылады. Қыздырудың температурасына байланысты шойынды пісіруді қыздыру арқылы (ыстық) жəне қыздырусыз (суық) түрлері анықталады.

Ыстық пісіру əдісі 300... 400 °С дейінгі болмашы қыздыру жəне 600.700 °С дейінгі жоғары қыздыру болып бөлінеді, суық — алдын ала қыздырусыз. Ең жақсы нəтижелер (осалды құрылыстар мен жарықтар пайда болмайды, байланстардың қасиеттері оңтайлы) ыстық пісіру барысында қамтылады. Ыстық пісіру əдісінің технологиясына кіретін операциялар: пісіруге дайындау, алдын ала қыздыру, пісіру,

бұйымның кейінгі ақырын суытылуы.

Шойынды ыстық пісірумен өндеу кезінде келесі пісіру түрлері қолданылады: газды, қолды доғамен, механикаландырылған доғамен жəне ұнтақты сыммен. Қолды доғамен пісіру барысында балқитын бүркеуленген жəне көмір электродтары қолданылады. Балқитын электродтармен пісіру үшін шойынды электродтар

қолданылады (ОМЧ-1, ВЧ-3, ЭП-4 жəне басқа), графиттегіштер қосылған тұрақтандырушы жабындысы бар олардың өзегі А мен Б маркалы 3,0...3,5 % С, 3...4 % Si, 0,5...0,8 % Mn құрамды шойыннан тұрады. Пісіру арнайы электр тұтқыштардың қолданылуымен жоғарылатылған тоқтармен қамтылады

Ісв = (60...100) dэ. Диаметрі 12 мм дейінгі электродтар қолданылады.

Көмір электродтармен пісіру əдісі байланыстырылатын А мен Б маркалы шойын шыбықтарын немесе бура негізіндегі флюспен қолдану арқылы өзектері 8.20 мм диаметрлі электродтармен қамтылады. 4,5...5,0% С, 5 , 3 . . . 4 , 0% Si, 0,1...0,3 % A1, 0,1...0,3 % Ti құрамды ППЧ-3 типті ұнтақтық сым арқылы шойынның

механикаландырылған ыстық пісіру əдісі де бар. Шойынды ыстық пісірумен өндеу барысындағы кемшіліктері, ол, қыздырумен байланысқан технологияның кұрделілігі мен пісіруші жұмыскерінің ауыр еңбек жағдайлары. Шойынды суық пісірумен өндеу барысында жарықтарсыз байланыстар алу үшін жəне осал аймақтардың алдын алу мақсатында арнайы шаралардың сақталуы қамтамасыз етілу

қажет. Бұндай шаралар болып табылатындар - түрлі түсті металлдар мен қоспалардан металлдағы жіктің иілімді болуын қамтамасыз ету; жікте сұр шойынның құрылысын қамтамасыз ету үшін графиттегіштер (C, Si) мен модификаторлардың үлесі жоғары электродтарымен қолдану. Жік металлына қоспалауыш элементтер электрод өзегі арқылы енгізіледі, ұнтақты сымның

бүркемесі (болатты өзектер пайдаланылса) немесе толтырмасы арқылы. Бұл мақсатта жез бен никелмен негізделген қоспалар қолданылады (МНЧ-1 электродтары), олар көміртекпен байланысқа түспейді жəне оның еруін төмендетеді, графиттендіру ықпал етеді, жік металлының ағартылуын шағындатады. Темір

жезді, темір никельді жəне жез-никелді электродтар қолданылады. Ондай электродтар құрылымды болып жасалады — өзегі түсті металлдан жасалады, темір қосымша өзектің орағышы тəрізді болып немесе бүркеменің ұнтағы тəрізді болып. Жік металындағы темірдің үлесі 10... 15 % аспау қажет, ал пісіруді қалдық кернеулер мен құрылыстық өзгерулердің пайда болуына соқтыратын қыздыру аумағын шағындату үшін төмен жылулықпен жүргізеді. Ол үшін 3.4 мм кіші диаметрлі электродтар, кіші тоқ күші 1св = (20.30)4, көлемі 15.25 мм шағын

аумақтарды пісіру, пісіруден кейін жікті шыңдау қолданылады. Сонымен бірге басқа да арнайы шаралар қолданылады, мысалы берік байланысын қамту үшін болатты түйреуіштермен пісіру. Кейін пісіріліп бітелетін түйреуіштер алдын ала жиектерге бұралып кіргізіледі. Төмен температуралы газды пісіру əдісі де

пайдаланылады. Суық пісіру əдісі қарапайым нысанды, қалыңдығы кіші бөлшектерді жөндеу жəне қалпына келтіру барысында қолданылады.