ferit perlit austenit

Ini adalah tiga kata yang selalu dilihat oleh ahli metalurgi atau ilmuwan material mana pun. Namun ketika Anda mulai bekerja dengan logam asli, terutama dalam produksi peralatan, Anda menyadari bahwa ada kesenjangan antara diagram keadaan ideal dan apa yang ada di meja di bengkel. Banyak orang, terutama insinyur muda, berpikir bahwa mereka telah memahami teori tersebut - dan hanya itu, mereka dapat memprediksi properti. Namun nyatanya sama sajaperlitdalam pengecoran badan penghancur dan balok gulungan - ini, maaf, adalah dua perbedaan besar. Atau mari kita ambilaustenit— semua orang tahu tentang kestabilannya pada baja tahan karat, namun saat Anda membuat komponen berukuran besar untuk peralatan pertambangan, yang mengutamakan kekuatan benturan pada suhu rendah, Anda mulai menilai baja austenitik dengan cara yang sangat berbeda, Anda mencari keseimbangan dengan ferit agar retakan tidak muncul akibat guncangan termal.

Dari teori ke lokakarya: tempat permasalahan dimulai

Saya ingat sekitar sepuluh tahun yang lalu kami mencoba memodernisasi gearbox di salah satu pabrik tua. Pelanggan membutuhkan peningkatan ketahanan aus pada roda gigi. Kami melihat materialnya - baja dengan kandungan karbon yang baik; secara teori, struktur pelat halus yang baik seharusnya sudah terbentukperlitsetelah perlakuan panas yang sesuai. Kami melakukan normalisasi, pengerasan, dan tempering. Pada pemeriksaan mikro di bawah mikroskop nampaknya terdapat struktur yang indah. Namun pada pengujian pertama di stand, gigi mulai patah. Mereka mulai mencari tahu.

Ternyata sejarah logam tidak dimulai di tungku kita. Billet asli menjadi terlalu panas selama penggulungan, dan jejak Widmanstätt tetap ada di dalam struktur. Perlakuan panas kami tidak memperbaiki hal ini, hanya “menyamarkannya”. Perlit telah terbentuk, namun masih terdapat daerah rapuh disekitarnya. Begitu banyak teori murni. Penting untuk sepenuhnya mengubah rantai teknologi, memperkenalkan pengaruh homogenisasi tambahan untuk meratakan struktur sebelum pengerasan. Mahal dan memakan waktu, namun hasilnya sukses.

Kejadian ini mengajarkan saya untuk berpandangan lebih luas. Sekarang ituPerusahaan LONGIKetika ada tugas untuk mengembangkan atau memperbaiki komponen penting, misalnya poros pemisah magnetik, yang beroperasi dalam kondisi keausan abrasif dan beban variabel, kami tidak hanya menanyakan kualitas baja. Kita memerlukan sebuah cerita: deformasi apa yang dialaminya, bagaimana pendinginannya. Hal ini bergantung pada apakah kita dapat memperoleh rasio ferit dan perlit yang diinginkan dalam produk akhir atau apakah kita harus mencari solusi yang lebih kompleks.

Austenite: tidak hanya untuk baja tahan karat

Austenite juga penuh dengan mitos. Semua orang langsung ingat ketahanan terhadap korosi. Namun pada peralatan pertambangan yang menghasilkanPANJANG, kekuatan dan peredam getaran seringkali sangat penting. Misalnya, kita mempunyai titik pemasangan untuk elektromagnet daya. Getaran dari penghancur atau pabrik yang bekerja sangat besar. Menggunakan baja karbon biasa di sini berarti membuat struktur mengalami kegagalan kelelahan.

Kami mencoba menggunakan baja dengan austenit metastabil, yang sebagian berubah menjadi martensit selama deformasi. Pengaruh pengerasan dengan pengerasan kerja. Secara teori - bagus. Dalam praktiknya, kami menemukan fakta bahwa tingkat konversi sangat bergantung pada suhu unit itu sendiri selama pengoperasian. Di musim panas di bengkel yang panas ada satu hasil, di musim dingin di ruangan yang tidak berpemanas - hasil lainnya. Ketidakpastian adalah hal terburuk dalam bidang teknik.

Akibatnya, dalam produksi mobil, kita sering kali mengabaikan kesenangan tersebut demi memilih mobil yang lebih mudah diprediksi, meski kurang “modis”. bahan. Namun untuk pesanan khusus, yang kondisinya dapat dikontrol secara ketat, kami melanjutkan eksperimen. Keseimbangan antara keuletan austenitik dan kekuatan ferit-perlit terus dicari.

Ferit sebagai basa

Ohferitsering diucapkan dengan nada meremehkan: lembut, lemah. Tapi Anda tidak bisa pergi ke mana pun tanpa dia. Ini adalah fase yang memberikan viskositas, kemampuan untuk menyerap energi tumbukan. Pada bucket dan gigi excavator yang mengalami beban kejut, keberadaan ferit lunak dalam volume tertentu dalam strukturnya bukanlah suatu kerugian, melainkan suatu keharusan. Ini memperlambat retakan.

Permasalahannya adalah bagaimana cara mengendalikannya. Laju pendinginan setelah penempaan atau pengecoran merupakan parameter utama. Dulu, di produksi lama, banyak yang dilakukan “by eye”: dikeluarkan dari oven, ditunggu sampai warnanya tidak lagi merah cerah, lalu dimasukkan ke dalam air atau udara. Hasilnya bervariasi dari satu pertandingan ke pertandingan lainnya. Sekarang di situs modernPerusahaan LONGIdi Fushun mereka berusaha menghindari hal ini. Saluran pendingin terkontrol mulai diperkenalkan, terutama untuk pengecoran besar. Karena kerangka pendingin seberat 10 ton dan busing kecil adalah alam semesta yang berbeda dari sudut pandang kinetika transformasi fasa.

Ada insiden yang tidak menyenangkan dengan sekumpulan lempengan penyaringan. Bahannya tampak standar, tetapi selama pemasangan, beberapa pelat pecah karena benturan ringan. Struktur mikro menunjukkan butiran ferit yang besar dan memanjang membentuk jaringan yang hampir kontinu di sepanjang batas butiran austenit sebelumnya. Perlit di dalam biji-bijian. Struktur rapuh. Penyebabnya adalah pendinginan yang terlalu lambat pada kisaran suhu tertentu. Tungku tidak berfungsi, dan kontrolnya selektif. Seluruh kumpulan harus dicairkan. Tentu saja kerugian. Namun pengalaman seperti itu sangat berharga - ini memaksa Anda untuk membangun sistem kontrol tidak hanya di titik akhir, tetapi juga di sepanjang jalur perlakuan panas.

Perlite: kehalusan dispersi

Perlite mungkin yang paling bermasalah dalam hal kekerasan dan ketahanan aus. Semua orang ingin mendapatkan perlit yang tipis, bahkan seperti sorbitol. Semakin kecil, semakin sulit. Namun di sinilah teknologi berperan. Untuk mendapatkan perlit yang sangat halus, diperlukan laju pendinginan yang ditentukan secara ketat dan cukup tinggi. Dalam sebagian besar hal, hal ini dapat berarti pendinginan mendadak dalam minyak atau bahkan dalam larutan polimer, yang menimbulkan tegangan sisa dan lengkungan yang tinggi.

Ini penting untuk poros penghancur yang kami buat. Kelengkungan bahkan beberapa persepuluh milimeter per meter panjangnya dapat menyebabkan ketidakseimbangan dan kerusakan unit bantalan. Oleh karena itu, kita sering berkompromi: kita mengizinkan perlit yang sedikit lebih besar, tetapi melakukan perlakuan isotermal, misalnya, dalam penangas garam pada suhu sedikit lebih tinggi dari awal pembentukan martensit. Kami mendapatkan baiit. Strukturnya lebih kompleks, namun sifat kompleksnya (kekuatan, ketangguhan, lengkungan minimal) seringkali lebih unggul daripada perlit murni.

Ini bukan dari buku teks, di mana segala sesuatunya tertata jelas di rak. Ini dapurnya, resepnya disesuaikan dengan kompor dan panci yang ada. PengalamanPerusahaan LONGI, yang terakumulasi sejak tahun 1993, justru merupakan akumulasi dari “resep?” untuk berbagai jenis peralatan pertambangan. Luas total 140.000 m2 dan lebih dari 1.200 karyawan bukan sekadar angka, ini adalah peluang untuk melakukan eksperimen dan mengumpulkan statistik, yang kemudian menjadi dasar peta teknologi.

Sintesis dalam produk tertentu

Akibatnya, ketika Anda merancang mesin baru, misalnya pemisah magnetik, Anda tidak memikirkan secara terpisah tentang ferit, perlit, atau austenit. Anda memikirkan tentang area fungsional. Drum yang terus-menerus bersentuhan dengan pulp memerlukan ketahanan maksimum terhadap abrasif, yang berarti penekanan pada fase padat, kemungkinan pengerasan permukaan terhadap martensit. Rangka, yang memikul beban utama, merupakan tempat yang mengutamakan kekuatan dan kekakuan, yang berarti baja paduan berkualitas tinggi dengan jaminan struktur halus dan seragam setelah pengerasan volumetrik dan temper tinggi. Dan beberapa braket pemasangan, yang mengutamakan plastisitas untuk meredam getaran, dapat dibiarkan dengan struktur yang lebih feritik.

Pendekatan sistematis inilah yang memungkinkan perusahaan memproduksi sekitar 4.000 unit peralatan per tahun dengan karakteristik yang dapat diprediksi. Setiap fase dalam diagram keadaan tidak lagi menjadi abstraksi dan menjadi alat. Sebuah alat yang Anda harus bisa gunakan, mengetahui semua keanehannya. Terkadang hasil terbaik bukanlah fase yang dipuji semua orang di buku teks, tapi fase yang perilakunya Anda pelajari dari kesalahan dan kesuksesan Anda sendiri. Ini mungkin hal utama yang membedakan teori dari praktik dalam pekerjaan kita dengan logam.