페라이트 펄라이트 오스테나이트

이것은 야금학자나 재료 과학자라면 누구나 끊임없이 보는 세 단어입니다. 그러나 특히 장비 생산에서 실제 금속 작업을 시작하면 이상적인 상태 다이어그램과 작업장 테이블 위에 있는 것 사이에 심연이 있다는 것을 깨닫게 됩니다. 많은 사람들, 특히 젊은 엔지니어들은 이론을 이해했다고 생각합니다. 그게 바로 속성을 예측할 수 있는 것입니다. 그러나 사실은 똑같다펄라이트분쇄기 본체의 주조와 압연 빔의 주조에는 실례합니다. 이는 두 가지 큰 차이점입니다. 아니면 가져가자오스테나이트— 스테인리스 강의 안정성에 대해서는 누구나 알고 있지만 저온 충격 강도가 중요한 광산 장비용 대형 부품을 만들 때 오스테나이트 강의 가치를 완전히 다른 방식으로 평가하기 시작하면 열충격으로 인해 균열이 나타나지 않도록 페라이트와의 균형을 찾으게 됩니다.

이론에서 워크숍까지: 문제가 시작되는 곳

나는 약 10년 전에 오래된 공장 중 한 곳에서 기어박스를 현대화하려고 노력했던 것을 기억합니다. 고객은 기어의 내마모성 향상을 요구했습니다. 우리는 탄소 함량이 좋은 강철이라는 재료를 살펴 보았습니다. 이론적으로는 좋은 미세판 구조가 형성되어야 합니다.펄라이트적절한 열처리 후. 우리는 표준화, 경화 및 템퍼링을 수행했습니다. 현미경으로 관찰해 보면 아름다운 구조가 있는 것 같습니다. 그러나 스탠드의 첫 번째 테스트에서 치아가 부서지기 시작했습니다. 그들은 그것을 알아내기 시작했습니다.

금속의 역사가 우리 용광로에서 시작된 것이 아니라는 것이 밝혀졌습니다. 압연 중에 원래의 빌렛이 과열되어 구조에 Widmanstätt의 흔적이 남아 있었습니다. 우리의 열처리는 이를 바로잡지 못했고 단순히 "위장"했습니다. 펄라이트가 형성되었지만 주변에는 여전히 부서지기 쉬운 부분이 있습니다. 순수한 이론에 대해서는 이만큼입니다. 경화 전에 구조를 평탄화하려면 기술 체인을 완전히 변경하고 추가 균질화 노출을 도입해야 했습니다. 비용도 많이 들고 시간도 많이 걸렸지만 결과는 성공적이었습니다.

이 사건은 나에게 더 넓은 시각을 갖는 계기가 되었습니다. 이제 그론지 코퍼레이션예를 들어 마모 및 가변 하중 조건에서 작동하는 자기 분리기의 샤프트와 같은 중요한 구성 요소를 개발하거나 수리해야 하는 경우 우리는 강철 등급뿐만 아니라 물어봅니다. 어떤 변형을 겪었는지, 어떻게 냉각되었는지에 대한 이야기가 필요합니다. 최종 제품에서 원하는 비율의 페라이트와 펄라이트를 얻을 수 있는지 아니면 더 복잡한 솔루션을 찾아야 하는지 여부는 이에 따라 달라집니다.

오스테나이트: 스테인레스강뿐만 아니라

오스테나이트에는 신화도 가득합니다. 누구나 즉시 내식성을 기억합니다. 그러나 생산하는 광산 장비에서는롱기, 강도 및 진동 감쇠는 종종 중요합니다. 예를 들어 전력 전자석을 위한 부착 지점이 있습니다. 작동 중인 분쇄기나 밀에서 발생하는 진동은 엄청납니다. 여기서 일반 탄소강을 사용한다는 것은 구조가 피로 파괴되는 것을 의미합니다.

우리는 변형 중에 부분적으로 마르텐사이트로 변형되는 준안정 오스테나이트를 갖는 강철을 사용하려고 했습니다. 가공경화에 의한 경화효과. 이론적으로는 훌륭합니다. 실제로 우리는 변환 정도가 작동 중 장치 자체의 온도에 크게 좌우된다는 사실을 발견했습니다. 여름에는 더운 작업장에서 한 가지 결과가 나오고, 겨울에는 난방이 되지 않는 방에서 또 다른 결과가 나타납니다. 예측 불가능성은 엔지니어링의 가장 나쁜 점입니다.

결과적으로, 양산차의 경우 우리는 비록 "유행성이 떨어지는" 자동차이기는 하지만 예측 가능성이 더 높은 자동차를 선호하여 이러한 즐거움을 포기하는 경우가 많습니다. 재료. 그러나 조건을 엄격하게 통제할 수 있는 특별 주문의 경우 실험을 계속합니다. 오스테나이트 연성과 페라이트-펄라이트 강도 사이의 균형을 찾기 위한 지속적인 노력이 필요합니다.

페라이트를 베이스로

아페라이트종종 폄하하는 말을 합니다. 부드럽고 약합니다. 하지만 그 사람 없이는 아무데도 갈 수 없습니다. 이는 바로 점도, 즉 충격 에너지를 흡수하는 능력을 제공하는 단계입니다. 충격 하중을 받는 버킷과 굴삭기 톱니에서 구조에 일정량의 소프트 페라이트가 존재하는 것은 단점이 아니라 필수입니다. 균열이 느려집니다.

문제는 이를 어떻게 통제하느냐이다. 단조 또는 주조 후 냉각 속도는 핵심 매개변수입니다. 이전에는 "눈으로" 많은 작업을 수행했습니다. 오븐에서 꺼내어 색상이 밝은 빨간색으로 변할 때까지 기다린 다음 물이나 공기에 넣었습니다. 결과는 게임마다 달랐습니다. 이제 현대적인 사이트에서론지 코퍼레이션Fushun에서는 이것을 피하려고 노력하고 있습니다. 특히 대형 주조의 경우 제어된 냉각 라인이 도입되고 있습니다. 냉각 10톤 프레임과 작은 부싱은 상변태 동역학의 관점에서 보면 다른 우주이기 때문입니다.

한 묶음의 스크리닝 슬라브에 불쾌한 사건이 발생했습니다. 재료는 표준적인 것처럼 보였지만 설치 중에 약간의 충격으로 여러 개의 슬래브가 터졌습니다. 미세구조는 이전 오스테나이트 입자의 경계를 따라 거의 연속적인 네트워크를 형성하는 거대하고 길다란 페라이트 입자를 보여줍니다. 곡물 내부에 펄라이트가 있습니다. 깨지기 쉬운 구조. 그 이유는 특정 온도 범위에서 냉각이 너무 느리기 때문입니다. 용광로가 오작동하고 제어가 선택적이었습니다. 전체 배치를 녹여야 했습니다. 물론 손실입니다. 그러나 그러한 경험은 많은 가치가 있습니다. 이는 끝점뿐만 아니라 전체 열처리 경로를 따라 제어 시스템을 구축하도록 강요합니다.

펄라이트: 분산의 미묘함

펄라이트는 경도와 내마모성 측면에서 아마도 가장 문제가 될 것입니다. 모두가 얇은 판, 심지어 소르비톨 같은 펄라이트를 원합니다. 작을수록 더 어렵습니다. 그러나 이것이 기술이 작용하는 곳입니다. 매우 미세한 펄라이트를 얻으려면 엄격하게 정의되고 충분히 높은 냉각 속도가 필요합니다. 대규모 부품의 경우 이는 오일이나 폴리머 용액의 급격한 냉각을 의미할 수 있으며, 이는 높은 잔류 응력과 뒤틀림으로 가득 차 있습니다.

이는 우리가 만드는 크러셔 샤프트에 매우 중요합니다. 길이 미터당 10분의 2밀리미터의 곡률이라도 베어링 유닛의 불균형과 파손을 초래할 수 있습니다. 따라서 우리는 종종 타협을 합니다. 약간 더 큰 펄라이트를 허용하지만 예를 들어 마르텐사이트 형성이 시작되기 약간 높은 온도의 염욕에서 등온 처리를 수행합니다. 우리는 베이나이트를 얻습니다. 구조는 더 복잡하지만 복잡한 특성(강도, 인성, 최소 뒤틀림)은 종종 순수 펄라이트보다 우수합니다.

이것은 모든 것이 선반에 명확하게 정리되어 있는 교과서의 내용이 아닙니다. 기존의 스토브와 냄비에 맞게 레시피를 조정하는 주방입니다. 경험론지 코퍼레이션1993년부터 축적되어 온 , 바로 이러한 '레시피'의 축적이다. 다양한 유형의 광산 장비에 대해. 총 면적 140,000m2, 직원 1,200명 이상은 단순한 숫자가 아니라 이러한 실험을 수행하고 통계를 축적하여 기술 지도의 기초를 형성할 수 있는 기회입니다.

특정 제품의 합성

결과적으로 자기 분리기와 같은 새로운 기계를 설계할 때 페라이트, 펄라이트 또는 오스테나이트에 대해 별도로 생각하지 않습니다. 기능적 영역에 대해 생각합니다. 펄프와 지속적으로 접촉하는 드럼은 연마재에 대한 최대 저항성을 요구합니다. 이는 고체상에 중점을 두고 마르텐사이트에 대한 표면 경화가 가능함을 의미합니다. 주하중을 지탱하는 프레임은 강도와 ​​강성이 중요한 곳으로, 체적경화 및 고온템퍼링을 거쳐 미세하고 균일한 조직이 보장된 고품질 합금강을 의미합니다. 그리고 진동을 완화하기 위해 가소성이 중요한 일부 장착 브래킷은 보다 페라이트계 구조로 남겨질 수 있습니다.

이러한 체계적인 접근 방식을 통해 회사는 예측 가능한 특성을 지닌 장비를 연간 약 4,000대 생산할 수 있습니다. 상태 다이어그램의 각 단계는 더 이상 추상화가 아닌 도구가 됩니다. 모든 모호함을 알고 사용할 수 있어야 하는 도구입니다. 때로는 교과서에서 모두가 칭찬하는 단계가 아니라 자신의 실수와 성공을 통해 배운 행동이 최고의 결과일 때도 있습니다. 아마도 이것은 금속 작업에서 이론과 실제를 구별하는 주요 요소일 것입니다.