Ածխածնային պողպատե հարթ ձող. Հատկություններ, արտադրություն և արդյունաբերական կիրառություններ

Ածխածնային պողպատե հարթ ձողը երկար, հարթ, ուղղանկյուն պողպատե ձող է, որը սովորաբար արտադրվում է տաք գլանման կամ սառը ձգման միջոցով: Դրա լայնությունը շատ ավելի մեծ է հաստությունից, ինչը տարբերակում է այն քառակուսի կամ կլոր ձողերից: «Ածխածնային պողպատ» տերմինը նշանակում է, որ դրա հիմնական համաձուլվածքային տարրը ածխածինն է, որը պարունակում է այլ տարրերի, ինչպիսիք են մանգանը, սիլիցիումը և ծծումբը, միայն հետքային քանակություններ: Ածխածնի պարունակությունը (սկսած 0.05%-ից մինչև ավելի քան 1.0%) անմիջականորեն ազդում է պողպատե ձողի կարծրության, ամրության, ճկունության և եռակցման ունակության վրա:

Սառը գլանումը վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանից ցածր կատարվող գլանումն է: Այն սովորաբար իրականացվում է սենյակային ջերմաստիճանում, չնայած երբեմն պողպատը մի փոքր տաքացվում է՝ մշակման դժվարությունը նվազեցնելու համար, սակայն ջերմաստիճանը շատ ավելի ցածր է, քան տաք գլանման ջերմաստիճանը:

Սառը գլանումը սովորաբար իրականացվում է տաք գլանված պողպատի վրա: Մակերեսային մշակումներից, ինչպիսիք են թթու դնելը, հետո տաք գլանված պողպատը մատակարարվում է սառը գլանման գործարան՝ հետագա գլանման համար: Սառը գլանման ընթացքում պողպատի հաստությունն ավելի է նվազում, և դրա չափերի ճշգրտությունն ու մակերեսի որակը բարելավվում են գլանների սեղմման գործողության միջոցով սենյակային ջերմաստիճանում: Քանի որ սառը գլանումը կատարվում է ցածր ջերմաստիճաններում, պողպատի աշխատանքային կարծրացումն ավելի ցայտուն է, ինչը պահանջում է միջանկյալ թրծում և այլ մշակումներ՝ դրա պլաստիկությունը վերականգնելու համար: Աշխատանքային կարծրացումից հետո սառը գլանված պողպատը ցուցաբերում է զգալիորեն բարձրացված ամրություն, բայց դրա պլաստիկությունն ու ամրությունը որոշ չափով նվազում են: Սառը գլանված պողպատն առաջարկում է ավելի բարձր մակերեսային որակ և ավելի ճշգրիտ չափերի ճշգրտություն, ինչը այն հարմար է դարձնում բարձր մակերեսային որակ և չափերի ճշգրտություն պահանջող կիրառությունների համար:

Տաք գլանումը գլանման գործընթաց է, որն իրականացվում է վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանից բարձր: Ածխածնային պողպատե հարթ ձողերի մեծ մասը արտադրվում է տաք գլանման միջոցով: Տաքացման ջերմաստիճանը սովորաբար մոտ 1100℃-ից մինչև 1250℃ է, որի դեպքում պողպատը գտնվում է բարձր ջերմաստիճանում մեղմացված վիճակում, ինչը հեշտացնում է պլաստիկ դեֆորմացիան: Սրանք տնտեսող են, հասանելի են չափերի լայն տեսականիով, սովորաբար 1/8 դյույմից մինչև 4 դյույմ հաստությամբ և մինչև 12 դյույմ լայնությամբ:

Նախ, պողպատե աշխատանքային մասը տաքացվում է մինչև բարձր ջերմաստիճան, այնուհետև մի քանի անգամ գլանվում է մի շարք գլանների միջով՝ աստիճանաբար նվազեցնելով պողպատի հաստությունը՝ միաժամանակ կարգավորելով դրա ձևն ու չափերը: Տաք գլանման ընթացքում պողպատի միկրոկառուցվածքը փոխվում է. սկզբնական ձուլված կառուցվածքը գլանման և սառեցման միջոցով վերածվում է ուղղորդված տաք գլանված կառուցվածքի: Տաք գլանված պողպատը սովորաբար ունի ավելի կոպիտ մակերես և կարող է ունենալ նստվածքներ, ինչպիսիք են երկաթի օքսիդի թեփուկները: Տաք գլանված պողպատն ունի համեմատաբար ավելի ցածր ամրություն, բայց ավելի լավ պլաստիկություն և կարծրություն: Դա պայմանավորված է նրանով, որ պողպատը ենթարկվում է բարձր ջերմաստիճանային տաքացման և արագ սառեցման տաք գլանման ընթացքում, ինչը հանգեցնում է ավելի միատարր միկրոկառուցվածքի և ավելի ցածր ներքին լարվածության:

Ածխածնային պողպատե հարթ ձողերի մեխանիկական հատկությունները կախված են դրանց ածխածնի պարունակությունից և ջերմային մշակման գործընթացից: Սովորական ցածր ածխածնային պողպատե (AISI 1018, ASTM A36) հարթ ձողերն ունեն մոտավորապես 400–550 ՄՊա ձգման ամրություն, մոտավորապես 250–350 ՄՊա հոսունության սահման և 20–25% կտրման երկարացում: Դրանք փափուկ են, ճկուն և հեշտ եռակցվող կամ մեքենայական մշակման համար: Միջին ածխածնային պողպատը (AISI 1045), նորմալացումից հետո, կարող է հասնել 570–700 ՄՊա ձգման ամրության, բայց դրա եռակցման ունակությունը նվազում է: Բարձր ածխածնային պողպատը (AISI 1095) կարող է ունենալ 800 ՄՊա-ից ավելի ձգման ամրություն, բայց փխրուն է, եթե ջերմային մշակում չի անցնում:

Ածխածնից բացի, այլ տարրեր նույնպես աննշան դեր են խաղում: Մանգանը (մինչև 1.65%) մեծացնում է ամրությունը և հեռացնում օքսիդները պողպատից: Ֆոսֆորի և ծծմբի պարունակությունը պահպանվում է ցածր (երկուսն էլ՝ 0.05%-ից ցածր)՝ սառը փխրունությունը և տաք ճաքերը կանխելու համար: Որոշ հարթ պողպատներ ենթարկվում են թթվացման և յուղման գործընթացի՝ գլորման նստվածքը հեռացնելու և ժանգից ժամանակավոր պաշտպանություն ապահովելու համար:

Ածխածնային պողպատի հարթ պողպատի հիմնական կիրառման ոլորտներից մեկը շինարարության արդյունաբերությունն է: Այս հարթ պողպատները հաճախ օգտագործվում են որպես կառուցվածքային բաղադրիչներ շենքերում, կամուրջներում և այլ ենթակառուցվածքային նախագծերում: Դրանց ամրությունն ու կոշտությունը դրանք իդեալական են դարձնում ծանր բեռներ կրելու և տարբեր կառույցների կայունություն ապահովելու համար: Ավելին, ածխածնային պողպատի հարթ պողպատը հաճախ օգտագործվում է շրջանակներ, հենարաններ և փակագծեր արտադրելու համար. դրա հարթ ձևը հեշտացնում է ինտեգրումը տարբեր նախագծերի մեջ: Հարթ պողպատե արտադրանքի բազմակողմանիությունը դրանք դարձնում է ինժեներների և ճարտարապետների նախընտրելի ընտրություն:

Շինարարական արդյունաբերությունից բացի, ածխածնային պողպատե հարթ պողպատը լայն կիրառություն ունի նաև ավտոմոբիլային և մեքենաշինության արդյունաբերություններում: Դրանք լայնորեն օգտագործվում են տարբեր ավտոմոբիլային մասերի, ինչպիսիք են շասսիները, առանցքները և կախոցների համակարգերը, արտադրության մեջ: Ածխածնային պողպատե հարթ պողպատի բարձր ամրության և քաշի հարաբերակցությունը թույլ է տալիս արտադրողներին ստեղծել թեթև, բայց ամուր բաղադրիչներ, դրանով իսկ բարելավելով տրանսպորտային միջոցների աշխատանքը և վառելիքի արդյունավետությունը: Ավելին, մեքենաշինության մեջ հարթ պողպատե արտադրանքն օգտագործվում է սարքավորումներ և գործիքներ արտադրելու համար, և դրանց դիմացկունությունն ու մաշվածության դիմադրությունը կարևոր են երկարատև աշխատանքի համար:

Ածխածնային պողպատից ճիշտ հարթ ձողի ընտրությունը պահանջում է մի քանի գործոնների հավասարակշռում. պահանջվող մեխանիկական հատկություններ (ամրություն, ճկունություն, կարծրություն), չափերի ճշգրտություն, մակերեսի մշակում, կոռոզիոն միջավայրեր, մշակման մեթոդներ (եռակցում, մեքենայացում, ծռում) և բյուջետային սահմանափակումներ: Ընդհանուր կառուցվածքային կիրառությունների մեծ մասի համար ASTM A36 տաք գլանված ցածր ածխածնային պողպատից հարթ ձողը առաջարկում է լավագույն համադրությունը մատչելիության, մեքենայացման ունակության և արժեքի առումով: Ճշգրիտ լիսեռների կամ մեքենայական գործիքների ուղեցույցների համար ավելի լավ ընտրություն է սառը ձգված 1018 կամ 1045 պողպատը: Բարձր մաշվածության մասերի, ինչպիսիք են քերիչները, համար կարող է անհրաժեշտ լինել բարձր ածխածնային պողպատ կամ ջերմային մշակված հարթ ձող: