Valge malm: omadused, rakendused, struktuur ja omadused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Esialgu omandati malmitehnoloogia esmakordselt Hiinas 10. sajandil, seejärel levis see lai alt ka teistes maailma riikides. Malmi alus on raua sulam süsiniku ja muude komponentidega. Eripäraks on see, et malm sisaldab oma koostises üle 2% süsinikku tsementiidi kujul, mida teistes metallides ei leidu. Selle sulami silmapaistev esindaja on valge malm, mida kasutatakse masinaehituses osade valmistamiseks, tööstuses ja igapäevaelus.

Välimus

Sulami murdekoha värvus on valge ja iseloomulik metalliline läige. Valge malmi struktuur on peeneteraline.

Atribuudid

Võrreldes teiste metallidega on raua-süsiniku sulamil järgmised omadused ja omadused:

• kõrge rabedus;
• suurenenud kõvadus;
• suur takistus;
• madalad valuomadused;
• madal töödeldavus;
• hea kuumakindlus;
• suur kokkutõmbumine (kuni 2%) ja halb vormitäide;
• madal löögikindlus;
• kõrge kulumiskindlus.

Metallmassil on suur korrosioonikindlus vesinikkloriid- või lämmastikhappes. Kui konstruktsioonis on vabu karbiide, tekib malmi väävelhappesse asetamisel korrosioon.

Valgeid malme, mis sisaldavad vähem süsinikku, peetakse kõrgete temperatuuride suhtes vastupidavamateks sulamiteks. Suurenenud mehaanilise tugevuse ja sitkuse tõttu, mis ilmnevad kõrgetel temperatuuridel, on pragude teke valandites minimaalne.

Kompositsioon

Raua-süsiniku sulamit peetakse terasest odavamaks. Valge malm sisaldab rauda ja süsinikku, mis on keemiliselt seotud olekus. Liigne süsinik, mida raua tahkes lahuses ei esine, sisaldub kombineeritud olekus raudkarbiidide (tsementiidi) kujul ja legeeritud malmis spetsiaalsete karbiidide kujul.

Vaatused

Sõltuv alt valgemalmi süsinikusisaldusest jaguneb see järgmisteks tüüpideks:

1. Hyotectic mahutab 2,14% kuni 4,3% süsinikku ja omandab pärast täielikku jahutamist perliidi, sekundaarse tsementiidi ja ledeburiidi struktuuri.
2. Eutectic sisaldab 4,3% süsinikku ja selle struktuur on heleda tsementiidi tausta kujul, mis on täpiline tumedate perliidi teradega.
3. Hyotecticu koostises on süsinikku 4,3–6,67%.

Rakendus

Ül altoodud omaduste põhjalvõib järeldada, et valgemalmi termilist ja mehaanilist töötlemist pole mõtet harjutada. Sulam leidis oma peamise rakenduse ainult valamise kujul. Järelikult saavutab valge malm parimad omadused ainult siis, kui kõik valutingimused on täidetud. Seda töötlemismeetodit kasutatakse aktiivselt, kui on vaja toota massiivseid tooteid, millel peab olema kõrge pinnakõvadus.

Lisaks lõõmutatakse valget malmi, mille tulemusena saadakse tempermalmid, mida kasutatakse näiteks õhukeseseinaliste valandite valmistamiseks:

• autoosad;
• põllumajandustooted;
• traktorite, kombainide jne osad

Sulamit kasutatakse ka soonilise või sileda pinnaga plaatide valmistamiseks ning seda kasutatakse aktiivselt ka terase ja hallraua tootmisel.

Valgemalmi kasutamine põllumajanduses konstruktsioonimetallina on üsna piiratud. Kõige sagedamini kasutatakse raua-süsiniku sulamit hüdromasinate, liivaviskate ja muude mehhanismide osade valmistamiseks, mis võivad töötada suurenenud abrasiivse kulumise tingimustes.

jahutatud malmid

Seda sulamit peetakse valge malmi tüübiks. Raua-süsiniku sulami pinna kiire jahutamisega on võimalik saavutada 12-30 mm jahe. Materjali struktuur: pinnaosa on valmistatud valgest, südamikus hallist malmist. Sellisest materjalist valmistatakse rattad, veskite kuulid, v altsrullid, mis paigaldataksemasinad lehtmetalli töötlemiseks.

Sulami legeerivad elemendid

Valgemalmi koostisesse lisatud spetsiaalsed legeerained võivad anda suurema kulumiskindluse ja tugevuse, korrosioonikindluse ja kuumakindluse. Sõltuv alt lisatud ainete kogusest eristatakse järgmist tüüpi malmi:

• madala legeeritud sulam (kuni 2,5% abiaineid);
• keskmiselt legeeritud (2,5% kuni 10%);
• kõrgelt legeeritud (üle 10%).

Sulamile saab lisada legeerivaid elemente:

• chrome;
• väävel;
• nikkel;
• vask;
• molübdeen;
• titaan;
• vanadium,
• räni;
• alumiinium;
• mangaan.

Leegeeritud valgemalm on paremate omadustega ja seda kasutatakse sageli turbiinide, labade, veskide, tsemendi- ja tavaahjude osade, pumpamismasina labade jms valamisel. Raua-süsiniku sulamit töödeldakse kahes ahjus, mis teeb materjali on võimalik viia teatud keemilise koostiseni:

• kuplis;
• elektriahjudes.

Valgemalmist valandid lõõmutatakse ahjudes, et stabiliseerida vajalikud mõõtmed ja leevendada sisepingeid. Lõõmutamistemperatuur võib tõusta kuni 850 kraadini. Kuumutamine ja jahutamine peab toimuma aeglaselt.

Märgistus või tähistus valge malmi lisanditegaalgab tähega H. Millised legeerivad elemendid sobivad sulami koostisse, saab määrata järgnevate märgistuse tähtedega. Nimetus võib sisaldada numbreid, mis näitavad valgesse malmi sobivate lisaainete protsenti. Kui märgistus sisaldab tähist Ш, tähendab see, et sulami struktuur sisaldab sfäärilist grafiiti.

Lõõmutamise tüübid

Tööstuses valge malmi moodustamiseks kasutatakse sulami kiiret jahutamist. Tänapäeval kasutatakse aktiivselt järgmisi peamisi süsinikusulamite lõõmutamise tüüpe:

• pehmendavat lõõmutamist kasutatakse peamiselt ferriidi suurendamiseks malmi koostises;
• lõõmutamine sisepingete leevendamiseks ja faasimuutuste minimeerimiseks;
• grafitiseeriv lõõmutamine, mille tulemuseks on tempermalm;
• normaliseerimine temperatuuril 850–960 kraadi, mille tulemuseks on grafiit ja perliit, samuti suurenenud kulumiskindlus ja tugevus.

Lisainfo

Praeguseks on tõestatud, et süsinikusulami kulumiskindluse ja kõvaduse vahel puudub otsene seos. Suurem kulumiskindlus saavutatakse ainult tänu struktuurile, nimelt karbiidide ja fosfiidide paigutusele korrapärase ruudustiku või ühtlaste lisanditena.

Valgemalmi tugevust mõjutab kõige intensiivsem alt süsiniku hulk ja kõvadus sõltub karbiididest. Suurim tugevus ja kõvadus on neil malmidel, mison martensiitse struktuuriga.