Մետաղական սպասքի ջերմային հզորության հաշվարկման սկզբունքները կիրառելի են մարտկոցների և լոգարանների համար։

Չուգունի մարտկոցը ավելի երկար է սառչում:

Եվս մեկ անգամ ես կցանկանայի ձեր ուշադրությունը հրավիրել այն փաստի վրա, որ օբյեկտի սառեցման արագությունը ուղղակիորեն կախված է նյութի զանգվածից և հատուկ ջերմությունից, որից այն պատրաստված է: Մի շփոթեք ջերմային հզորությունը և ջերմային հաղորդունակությունը:

Չուգունի մարտկոցը երեք անգամ ավելի ծանր է, քան ալյումինից: Հետեւաբար, այն ունի ավելի բարձր ջերմային հզորություն 2,5 անգամ:

Հաճախ հարց է տրվում. ինչու են թուջե մարտկոցները ավելի երկար սառչում, քան պողպատեները:

Իսկ տեսակարար ջերմային հզորությունները՝ 540 Ջ / (կգ * Կ) չուգունի և 460 Ջ / (կգ * Կ) պողպատի համար, համեմատաբար քիչ են տարբերվում (15%): Եվ ամբողջ գաղտնիքը, մեծ չափով, կայանում է թուջե մարտկոցների զգալիորեն ավելի մեծ զանգվածի մեջ:

Մարտկոցի բաժնի քաշը.

Եթե ​​համեմատենք նույն զանգվածի երկու մարտկոցներ՝ պատրաստված պողպատից և չուգունից, ապա միևնույն ջեռուցման ջերմաստիճանում չուգունի մարտկոցը կպահպանի ջերմությունը 15%-ով ավելի:

Չուգունի լոգարանը պահպանում է ջերմությունը:

Չուգունի լոգարան.

Պողպատե լոգարան.

Այսինքն՝ թուջե բաղնիքում 1 աստիճանով հովացման ժամանակ արձակված ջերմության քանակը 2,5 անգամ ավելի է, քան պողպատե լոգարանում (մեր օրինակում):

Լոգանքի ջրի ջերմային հզորությունը.

Դրանից հետևում է ջերմաստիճանը տաք ջուրՍենյակային ջերմաստիճանում (20 աստիճան) լոգանքի մեջ լցված (40 աստիճան) պողպատե լոգանքի համար կնվազի 1 աստիճան, իսկ չուգունի համար՝ 2,5 աստիճան:

Մետաղյա սպասքը ֆիզիկոսի աչքերով

Վերադառնալով մետաղական սպասքի թեմային, ցույց կտամ գործընթացների ֆիզիկան թվերով։

Ջերմային ջերմահաղորդություն.

Ջերմային հաղորդունակությունը թվայինորեն հավասար է ջերմության քանակին (J), որն անցնում է միավորի տարածքով (քմ) մեկ միավոր ժամանակում (վրկ) մեկ միավոր ջերմաստիճանի գրադիենտով։

Ջերմային հաղորդունակության գործակիցները տեղեկագրից.

Եզրակացություն՝ չուգունը դանդաղ է տարածում ջերմությունը։ Այլ կերպ ասած, թուջե թավայի մեջ միսը չի այրվի (ներառյալ) ջերմության ավելի հավասար բաշխման պատճառով։

Նման իրավիճակ է բնության մեջ խորոված պատրաստելու հարցում։ Ածուխի վրա միս պատրաստելը թույլ է տալիս թխել կտորները: Բաց կրակի վրա եփելը պարզապես խաշում է մսի կտորների արտաքին մասը, մինչդեռ ներսը մնում է հում:

Ջերմային հզորություն.

Ջերմային հզորությունը թվայինորեն հավասար է ջերմության քանակին (J), որը պետք է փոխանցվի նրա ջերմաստիճանը մեկ միավորով (K) փոխելու համար։

Հատուկ ջերմություն.

Հատուկ ջերմային հզորություն - ջերմության քանակություն (J), որը պետք է փոխանցվի նյութի միավորի զանգվածին (կգ), որպեսզի նրա ջերմաստիճանը փոխվի մեկ միավորի ջերմաստիճանով (K):

Այլ կերպ ասած, մետաղական ամանի ջերմունակությունը հաշվարկելու համար, թե որքան ջերմային էներգիա կկազմի ցանկալի ջերմաստիճանը տաքացրած ափսեի մեջ, անհրաժեշտ է բազմապատկել ափսեի զանգվածը (կգ) հատուկ ջերմային հզորությամբ։ մետաղը (J / (kg * K)), որից այն պատրաստված է:

Հատուկ ջերմային արժեքներ ձեռնարկից.

Հատուկ ջերմային հզորությունը կարևոր պարամետր է, որը որոշում է պողպատի բնութագրերը: Այն ցույց է տալիս ջերմության քանակությունը, որը պետք է ծախսվի մեկ կիլոգրամ համաձուլվածքը 1 աստիճանով տաքացնելու համար։ Ջերմային հզորության վրա ազդում են պողպատի տարբեր հատկանիշները, ինչը հատկապես կարևոր է, երբ

Տակ հատուկ ջերմությունՊողպատը վերաբերում է ջերմության քանակին, որն անհրաժեշտ է մեկ կիլոգրամ նյութի ջերմաստիճանը ուղիղ մեկ աստիճանով բարձրացնելու համար: Ինչպես Ցելսիուսի, այնպես էլ Կելվինի սանդղակները կարող են օգտագործվել հավասարապես:

Ջերմային հզորության վրա ազդում են բազմաթիվ գործոններ.

• ջեռուցվող նյութի ագրեգացման վիճակը.
• Մթնոլորտային ճնշում;
• ջեռուցման մեթոդ;
• պողպատի տեսակ.

Մասնավորապես, բարձր լեգիրված պողպատները պարունակում են մեծ քանակությամբ ածխածին և հրակայուն են: Համապատասխանաբար, մեկ աստիճանով տաքանալու համար անհրաժեշտ է ավելի շատ ջերմություն, քան ստանդարտ 460 Ջ / (կգ * Կ): Ցածր լեգիրված պողպատներն ավելի արագ և հեշտ տաքանում են: Ջերմության և էներգիայի առավելագույն քանակն անհրաժեշտ է հակակոռոզիոն մշակմամբ հրակայուն նյութերը տաքացնելու համար:

Ջերմային հզորության հաշվարկը կատարվում է յուրաքանչյուր կոնկրետ դեպքի համար: Պետք է նաև հաշվի առնել, որ ջեռուցվող նյութի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ փոխվում է նրա ջերմային հզորությունը։

Հատուկ ջերմային հզորությունը կարևոր է պողպատից, չուգունից, կոմպոզիտային նյութերից պատրաստված մասերի ինդուկցիոն կարծրացում կամ կոփում իրականացնելիս: Երբ արտադրանքի ջերմաստիճանը բարձրանում է որոշակի աստիճանով, կառուցվածքում տեղի են ունենում փուլային փոփոխություններ, և, համապատասխանաբար, փոխվում է նաև ջերմային տեսակարար հզորությունը։ Հետագա ջեռուցումը կպահանջի ջերմության ավելի շատ/փոքր ծավալներ:

Հատուկ ջերմային հզորությունը բնութագրում է ոչ միայն պողպատի կամ կոմպոզիտային նյութերի տաքացման գործընթացը, այլև դրանց հովացումը: Յուրաքանչյուր նյութ, երբ սառչում է, տալիս է որոշակի քանակությամբ ջերմություն և/կամ էներգիա: Հատուկ ջերմային հզորությունը թույլ է տալիս հաշվարկել, թե որքան ջերմություն կստացվի, երբ մեկ կիլոգրամ մետաղը սառչի մեկ աստիճանով: Ջերմության փոխանցման վրա ազդում է սառեցված նյութի տարածքը, լրացուցիչ օդափոխության առկայությունը / բացակայությունը:

Ինչպե՞ս է հաշվարկվում հատուկ ջերմային հզորությունը:

Հաշվելով հատուկ ջերմությունավելի հաճախ Քելվինի սանդղակով: Բայց միայն հղման կետի տարբերության շնորհիվ ցուցիչը կարող է փոխակերպվել Ցելսիուսի աստիճանի:

Հատուկ ջերմային պարամետրը որոշում է վառելիքի քանակությունը, որն անհրաժեշտ է տվյալ կետը տաքացնելու համար: Սա կախված է պողպատի տեսակից և դասակարգից: Բարձր համաձուլվածքի համաձուլվածքն ունի ավելի բարձր պարամետրային արժեք նույն ջերմաստիճանում: Ցածր խառնուրդ և ածխածնային պողպատներ - ավելի քիչ:

Օրինակ:

Համեմատության համար, G13 պողպատը ունի 0,520 կՋ / (կգ * աստիճան) ջերմային հզորություն 100 ° C ջերմաստիճանում: Այս համաձուլվածքը բարձր լեգիրված է, այսինքն՝ պարունակում է ավելի շատ քրոմ, նիկել, սիլիցիում և այլ լրացուցիչ տարրեր։ Ածխածնային պողպատից 20 դասարանը նմանատիպ ջերմաստիճանում ունի 0,460 կՋ / (կգ * աստիճան) հատուկ ջերմային հզորություն:

Այսպիսով, հատուկ ջերմային հզորությունը կախված է ոչ միայն ջերմաստիճանից, այլև պողպատի տեսակից: Բարձր լեգիրված պողպատներն ավելի քիչ դիմացկուն են ճաքերի նկատմամբ և ավելի քիչ են եռակցվում: Նման նյութերի հրակայունությունը մեծանում է: Այս ցուցանիշներն ուղղակիորեն ազդում են, թե որոնք են պատրաստված պողպատից տարբեր դասերի: Կայունությունը, թեթևությունը, ուժը ամենակարևոր չափանիշներն են, որոնք որոշվում են նման համաձուլվածքի որակով։

Աղյուսակներում կարելի է դիտարկել բարձր լեգիրված պողպատների G13 և R18, ինչպես նաև մի շարք ցածր լեգիրված համաձուլվածքների տեսակարար ջերմունակության ցուցանիշները։ Ջերմաստիճանի միջակայքերը՝ 50:650оС։

Չուգունը երկաթի և ածխածնի համադրություն է: Հիմնական հատկություններից են գրաֆիտի կեղտերի զանգվածը, ձևը, ծավալը և տեղադրումը։ Ջերմոդինամիկական հավասարակշռության վիճակում երկաթ-ածխածնային համաձուլվածքների կառուցվածքը կարելի է նկարագրել գծապատկերով։ Կազմի փոփոխության ժամանակ փոփոխությունները.

Էվեկտիկական ջերմաստիճան (o C) T \u003d 1135 + 5 * Si - 35 * P - 2 * Mn + 4 * Cr;
էվտեկտիկայի հագեցվածությունը ածխածնով (%) С = 4.3 - 0.3*(Si+P) - 0.04*Ni - 0.07*Cr;
էվեկտոիդ փոխակերպման ջերմաստիճանը (o C) T = 723 + 20*Si + 8*Cr - 30*Ni - 10*Cu - 20*Mn;
էուտեկտոիդի հագեցվածությունը ածխածնով (%) C = 0.8 - 0.15 * Si - 0.8 * Ni - 0.05 * (Cr + Mn):

Կրիտիկական կետերի տեղադրումը կախված է ջեռուցման աստիճանից՝ հովացման դեպքում դրանք մի փոքր ներքև են շարժվում։ Առավել ճշգրիտ պարզ բանաձևերը ստեղծվել են ճնշող թվի համար, որը չի պարունակում համաձուլվածքային բաղադրիչներ.

Էվտեկտիկայի հագեցվածությունը ածխածնով C = 4.3 – 0.3*(Si+P);
էվեկտոիդի հագեցվածությունը ածխածնի C = 0.8 - 0.15 * Si.

Միացությունների ազդեցությունը կառուցվածքի վրա կարելի է տեսնել Աղյուսակ 1-ում: Գործակիցները, որոնք որոշում են պայմանական գրաֆիտացման էֆեկտը, կարելի է հաշվի առնել միայն (C) (մոտ 3%) և սիլիցիումի (Si) (մոտ 2%) առկայության դեպքում: )

Աղյուսակ 1. Տարրերի մոտավոր ազդեցությունը չուգունի կառուցվածքի վրա

Տարրեր				Գրաֆիտացման հարաբերական գործողություն
		Հիմնական մետաղական զանգվածի վրա	Գրաֆիտի վրա	Երբ ամրապնդվում է	ամուր վիճակում
		Պեռլիտի նվազեցում
		Պեռլիտի նվազեցում	Թվաքանակի ավելացում և համախմբում		+0,2-ից +0,5
Մանգան	ավելի քան 0,8 ավելի քան 1.0	Պեռլիտի մանրացում Մանգանի սուլֆիդի առաջացում	Թույլ ջախջախում Նույնը, բայց ավելի քիչ		-0,2-ից +0,5
		Մանգանի սուլֆիդի առաջացում	Նույնը, բայց ավելի քիչ		-0,2-ից +0,5
		Սուլֆիդի ձևավորում	Քանակի կրճատում
		Պեռլիտի մանրացում	Քանակի ավելացում և թույլ մանրացում		+4-ից -0.2
		Պեռլիտի մանրացում	Քանակի կրճատում և թույլ մանրացում		-1,2-ից -3,0
		Չի ազդում	Տեղադրված չէ		+0,3-ից -0,2
Մոլիբդեն		Պեռլիտի մանրացում: Ասեղի կառուցվածքի ձևավորում			-0,5-ից -1,5
		Պեռլիտի մանրացում	Քանակի կրճատում. Զգալի ջախջախում
Ալյումինե		Պեռլիտի նվազեցում	Թվաքանակի ավելացում և համախմբում
Ցերիում և մագնեզիում			Սֆերոիդացում

Ֆիզիկական և մեխանիկական հատկություններ

Չուգունի միկրոկառուցվածքի ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունների ամենակարևոր ցուցանիշները կարելի է գտնել Աղյուսակում: 2, ֆիզիկական հատկություններ - աղյուսակում: 3. Նշված է 3-րդ աղյուսակում: տեսակարար կշիռը կարող է մեծապես տատանվել համակցված ածխածնի ծավալի տատանումների և ծակոտիների քանակի փոփոխության պատճառով: Չուգունի տեսակարար կշիռը հալման պահին 7 ± 0,1 գ / սմ 3 է: Տարբեր պարզ կեղտեր ավելացնելիս այն նվազում է։ Աղյուսակ 3-ում նշված ջերմային ընդարձակման գործակիցը ազդում է չուգունի կառուցվածքի վրա:

Ծավալի ուժեղ անդառնալի աճ է տեղի ունենում ջերմաստիճանի փոփոխության դեպքում, որի դեպքում ֆիզիկական համակարգում տեղի է ունենում հավասարակշռության փուլային անցում։ Ցուցանիշը կարող է հասնել 30%, բայց հաճախ այն չի գերազանցում 3% -ը, երբ տաքացվում է մինչև 500 ° C: Ծավալի ավելացմանը նպաստում են գրաֆիտներ ձևավորող բաղադրիչները, և կարբիդներ ձևավորող բաղադրիչները խանգարում են, ինչպես նաև ձուլվածքի ծածկույթը: երկաթ՝ էմալապատման, մետաղացման և ցինկապատման միջոցով։

Աղյուսակ 2. Չլեգիրված չուգունի կառուցվածքային բաղադրիչների ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունները.

Կառուցվածքային բաղադրիչ

Տեսակարար կշիռը Գ/սմ 3

Ջերմային գծային ընդլայնման գործակիցը a * 10 - 1 / o C-ում 20 -100 o C ջերմաստիճանում

Ջերմային հզորությունը կալ / G * o C-ով o C ջերմաստիճանում

Ջերմային հաղորդունակությունը կալ / սմ * վրկ-ով մոտ C

Էլեկտրական դիմադրություն μΩ 9 սմ

Առաձգական ուժ σ in kg/mm ​​2

Երկարացումը σ %-ով

Կարծրություն HB

ավստենիտ

Ցեմենտիտ

Ջերմային հատկություններ

Որոշակի բաղադրության չուգունի ջերմային հզորության ինդեքսը կարող է սահմանվել խառնման օրենքի համաձայն՝ օգտագործելով աղյուսակ 2-ում տրված տեղեկատվությունը: Այն կարող է հավասար լինել 0,00018 կկալ / (գ o C), երբ ջերմաստիճանը հաղթահարում է փուլային անցման շեմը մինչև հալման ջերմաստիճանը. Հալման կետը հաղթահարելուց հետո՝ 0,00023 ± 0,00003 կկալ/(g o C): Պնդացման ժամանակ ջերմային ազդեցությունը կազմում է 0,055 ± 0,005 կկալ/գ, իսկ աուստենիտի էուտեկտոիդ քայքայման դեպքում այն ​​որոշվում է ներառված պեռլիտի ծավալով և կարող է հասնել 0,0215 ± 0,0015 կկալ/գ 0,8% C էուտեկտոիդ կոնցենտրացիայի դեպքում։ սբ.

Այս նյութի մեկ միավոր ծավալի ջերմային հզորությունը կարող է օգտագործվել ընդլայնված հաշվարկների համար՝ չուգունի համար պինդ վիճակում՝ մոտավորապես 0,001 կկալ / սմ 3 o C, իսկ հեղուկ վիճակում՝ 0,0015 կկալ / սմ 3 o C:

Ջերմային հաղորդունակությունը չի կարող սահմանվել խառնման օրենքով. նշված է աղյուսակում: 2, տարրերի համար դրա ցուցիչները, ցրված համակարգերում դրանց չափերի մեծացմամբ, նվազում են: Ջերմային հաղորդունակության տիպիկ ցուցանիշները ներկայացված են աղյուսակում: 3. Չուգունի մեջ ընդգրկված բաղադրիչների դերը ջերմահաղորդականության փոփոխության հարցում երեւում է գրաֆիտացման մակարդակի շեղումներից։ Երկաթի ջերմային հաղորդունակությունը նվազում է դրանում ընդգրկված տարբեր հավելումների ծավալի մեծացմամբ։

Չուգունը հալած վիճակում ունի մոտ 0,04 կկալ/սմ վրկ ջերմահաղորդություն։
Ընդլայնված հաշվարկների միջոցով չուգունի ջերմային հաղորդունակությունը պինդ վիճակում հավասարեցվում է նրա ջերմային հաղորդունակությանը, իսկ հալած վիճակում՝ 0,3 մմ 2/վ:

Աղյուսակ 3. Բնորոշ ֆիզիկական հատկություններչուգուն

չուգունի տեսակ				Նշում, ջերմաստիճանի բարձրացմամբ՝ «+» - ավելանում է; «-» - իջնում ​​է
Տեսակարար կշիռը Գ/սմ 3
Ջերմային գծային ընդարձակման գործակիցը a 10 - 1 / o C-ում, 20-100 o C ջերմաստիճանում
Փաստացի նվազումը տոկոսով
Ջերմային հաղորդունակությունը կալ/սմ վրկ o C-ում
Դինամիկ մածուցիկություն հեղուկի ջերմաստիճանում դին վրկ/սմ 2
Մակերեւութային լարվածությունը դիններով / սմ 2
Էլեկտրական դիմադրություն Mk ohm սմ-ում
Ջերմային հզորությունը կալ/G o C-ում
Հարկադրանքի ուժը էլ
Մնացորդային մագնիսականությունը գ.ս

Հիդրոդինամիկական հատկություններ

Մածուցիկության բացարձակ ցուցանիշները կարելի է գտնել աղյուսակում: 4. Մածուցիկությունը նվազման միտում ունի մասնաբաժնի ավելացման հետ, ինչպես նաև ծծմբի և ոչ մետաղական ծագման հավելումների մասի նվազման դեպքում՝ պայմանավորված ջերմաստիճանի ցուցանիշներով։

Մածուցիկության նվազումը և փորձի բացարձակ ջերմաստիճանների և պնդացման պահի հարաբերակցությունը ուղիղ համեմատական ​​են։ Պնդացման սկզբի ջերմաստիճանի անցման ժամանակ մածուցիկությունը արագորեն մեծանում է։

Չուգունի մակերևութային լարվածության մասին տվյալները խոշոր հատիկավոր հաշվարկների համար կարելի է վերցնել Աղյուսակ 3-ից: Այն աճում է ածխածնի համամասնության նվազման հետ և արագ փոխվում, երբ կազմին ավելացվում են ոչ մետաղական ծագման բաղադրիչներ:

Էլեկտրական բնութագրերը որոշելու համար կարող եք օգտագործել Կուրնակովի օրենքը: Կեղտոտության մոտավոր արժեքները կարելի է գտնել Աղյուսակում: 2 և, մասնավորապես, չուգուն - աղյուսակում: 3. Ներգնա բաղադրիչների ազդեցությունը էլեկտրական դիմադրության վրա ամուրպայմանականորեն կարելի է տեղադրել հետևյալ հաջորդականությամբ՝ նվազման կարգով՝ (Si), մանգան (Mn), (Cr), (Ni), (Co):

Աղյուսակ 4. Չուգունի մածուցիկության գործակիցները

Ջերմաստիճանը o C-ում	Մածուցիկության գործակիցը (դայն վրկ / սմ 2) թուջում ածխածնի պարունակությամբ %
Չուգունը դառնում է սպիտակ
Չուգունը դառնում է մոխրագույն

Մեխանիկական հատկություններ

Վիճակագրական բնութագրեր. Չուգունի առաձգական ուժը (մեխանիկական սթրեսի շեմը) կարող է որակական հաշվարկվել՝ ելնելով դրա կառուցվածքից՝ համաձայն Աղյուսակ 2-ում նշված ցուցանիշների։ կշռված չափերը ցրված համակարգերում: Գրաֆիտի բաղադրիչների կառուցվածքը, քանակը, ծավալը և գտնվելու վայրը ամենամեծ ազդեցությունն ունեն մեխանիկական սթրեսի շեմի վրա. մետաղի ընդհանուր զանգվածի կառուցվածքն այնքան էլ կարևոր չէ։

Ամրության առավելագույն նվազումը նկատվում է շղթայական գրաֆիտային բաղադրիչներ տեղադրելիս, որոնք մետաղական կառուցվածքը դարձնում են ոչ այնքան շարունակական։ Մետաղի առավելագույն ամրության ցուցանիշները տրվում են գրաֆիտի գնդաձև կառուցվածքով։ Փորձարկման գործընթացի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, մեխանիկական սթրեսի շեմը, մեծ հաշվով, չի փոխվում մինչև 400 ° C (100-ից 200 ° C միջակայքում, ուժը մի փոքր նվազում է ՝ 10-15% -ի սահմաններում: ) 400 ° C ցուցանիշը հաղթահարելուց հետո գրանցվում է մեխանիկական սթրեսի շեմի ցուցիչների անընդհատ կորուստ:

Պլաստիկության բնութագրերը որոշվում են մետաղի ընդհանուր զանգվածի կառուցվածքով (ըստ աղյուսակ 2-ում տրված ցուցանիշների), բայց ավելի էականորեն՝ գրաֆիտի կեղտերի տեսքով: Եթե ​​ձևը գնդաձև է, ապա երկարացումը կարող է հասնել մինչև 30%: Մոխրագույն չուգունում նման երկարացումը գրեթե երբեք չի հասնում նույնիսկ տոկոսի տասներորդին: Կալցինացված մոխրագույն չուգունի (ֆերիտիկ) երկարացումները կարող են լինել մոտավորապես 1,5%:

Էլաստիկությունը որոշվում է, մեծ հաշվով, գրաֆիտի կառուցվածքով։ Չուգունի վրա ջերմային գործողության գործընթացում այն ​​չի փոխվում, եթե գրաֆիտի կեղտերի ձևի մեջ փոփոխություններ չեն կատարվել: Ճկման թեստերը ցույց են տալիս առաձգական դեֆորմացիաների համամասնությունը, որը հավասար է ընդհանուր դեֆորմացիայի 50-80%-ին:

Չուգունի սողունը չպետք է շփոթել աճի դեպքի հետ (դրա ծավալի անդառնալի աճ): Չուգունը, որը լեգիրող բաղադրամասեր չի պարունակում, 550°C-ից բարձր տաքացնելիս բնութագրվում է մշտական ​​դեֆորմացիաներով՝ կախված դրա աճից՝ գերակշռելով սողունի որոշման համար ընդունելի դեֆորմացիաներին։ Եթե ​​դրա արագությունը ժամում 0,00001% է, ապա 1 հազար ժամվա ընթացքում 3 կգ/մմ 2 բեռի դեպքում մոխրագույն չուգուն առանց համաձուլվածքի բաղադրիչների կայունություն է ցուցաբերում 400 ° C ջերմաստիճանում, իսկ չուգուն պարունակող լեգիրային բաղադրիչները՝ մինչև 500 °։ Գ. Սողացող դիմադրության բարձրացում կարելի է ձեռք բերել ավստենիտիկ չուգունով, ինչպես նաև չուգունով` մոլիբդենի ավելացմամբ կամ նիկելի և քրոմի ավելացմամբ:

Եթե ​​թուջում գրաֆիտի տեսքով հավելումներ կան, ապա նրա առաձգականության մոդուլը միայն պայմանական կլինի։ Այս ցուցանիշը որոշվում է մետաղի հիմնական մասի կառուցվածքով և բնութագրվում է գրաֆիտի հավելումների և դրանց կառուցվածքի համամասնությամբ. .

Հարվածի ուժը դինամիկ որակների լիովին ճշգրիտ բնութագիր չէ։ Այն աճում է ֆերիտի ներդիրների ավելացմամբ, գրաֆիտի ընդգրկումների նվազման դեպքում, ինչպես նաև, երբ գրաֆիտի բաղադրիչի կառուցվածքը հնարավորինս նման է գնդաձևին։ Բեռնման անհավասար ժամանակահատվածի դեպքում հոգնածության սահմանը հասնում է առավելագույնի` բեռի կիրառման ուղղությամբ առաջացող լարումների ավելացման պատճառով: Հոգնածության սահմանը մեծանում է մեխանիկական սթրեսի շեմի և բեռի կրկնելիության բարձրացմամբ:

Տեխնոլոգիական հատկություններ

Հեղուկությունը որոշվում է մետաղական հատկություններով և կառուցվածքով: Այն հաճախ կախված է լցված ձուլման երկարությունից և մեծանում է մածուցիկության նվազմամբ, գերտաքացման ավելացմամբ (սակայն, հեղուկության վրա ամենաշատը ազդում է հորդառատ կետից բարձր գերտաքացումից), կարծրացման միջակայքի նվազմամբ և որոշվում է. միաձուլման թաքնված ջերմությունը և ջերմային հզորությունը՝ արտահայտված ծավալով։

Քիմիական հատկություններ

Օքսիդացման դիմադրության աստիճանը պայմանավորված է չուգունի կառուցվածքով և միջավայրը (քիմիական բաղադրությունըջերմաստիճանը և դրա ընթացքը): Չուգունը կազմող տարրերը ունեն էլեկտրոդային ներուժ: Նվազեցնելով այս արժեքը՝ դրանք կարելի է դասավորել հետևյալ հաջորդականությամբ՝ գրաֆիտ (երկաթի կարբիդ), կրկնակի կամ եռակի ֆոսֆիդ էվեկտիկական՝ օքսիֆեր։

Գրաֆիտի և օքսիֆերի (ֆերիտի) միջև լարումը 0,56 վոլտ է։ Կոռոզիային դիմադրության աստիճանը նվազում է բաղադրիչ բաղադրիչների ցրվածության մակարդակի համապատասխան բարձրացմամբ: Այնուամենայնիվ, երկաթի կարբիդի նուրբ մակարդակի չափից ավելի իջեցումը նվազեցնում է օքսիդացման դիմադրության աստիճանը: Ալյումինե բաղադրիչները ազդում են չուգունի օքսիդացմանը դիմակայելու ունակության վրա, ինչպես նաև կառուցվածքային կազմի վրա իրենց ազդեցության վրա: Օքսիդատիվ պրոցեսների նկատմամբ չափազանց մեծ դիմադրություն է նկատվում չուգունի ձուլվածքներում՝ դրանից հետո պահպանված կեղևով:

α , տեսակարար ջերմային հզորություն Հետև ջերմային հաղորդունակություն λ կախված են չուգունի բաղադրությունից և կառուցվածքից, ինչպես նաև ջերմաստիճանից։ Հետևաբար, դրանց արժեքները տրվում են համապատասխան ջերմաստիճանի միջակայքում: Ջերմաստիճանի բարձրացման արժեքներով α և Հետսովորաբար ավելանում են և λ նվազում է (Աղյուսակ 1):

Գծային ընդարձակման գործակից α և հատուկ ջերմային հզորություն գԻրական անհամասեռ կառուցվածքները, ներառյալ չուգունը, կարող են որոշվել խառնման կանոնով.

որտեղ x 1, x 2, ..., x n - α կամ գկառուցվածքային բաղադրիչներ (Աղյուսակ 2);
a 1, a 2, ..., a n- դրանց քանակական բովանդակությունը.

Համաձուլվածքների և խառնուրդների ջերմահաղորդականությունը, ի տարբերություն գործակցի α և ջերմային հզորությունը գչի կարող որոշվել խառնման կանոնով: Առանձին տարրերի ազդեցությունը ջերմային հաղորդունակության վրա կարելի է հաստատել միայն մոտավորապես հաշվարկով:

Մեկ գործակից α և հատուկ ջերմային հզորություն Հետհիմնականում ազդում է չուգունի բաղադրության և ջերմահաղորդականության վրա λ - գրաֆիտացման աստիճանը, կառուցվածքի ցրվածությունը, ոչ մետաղական ներդիրները և այլն։

Գծային ընդարձակման գործակիցը որոշում է ոչ միայն չափերի փոփոխությունները՝ կախված ջերմաստիճանից, այլ նաև ձուլվածքներում ձևավորված լարումները։ Նվազեցնել α օգտակար է այս դիրքերից և հեշտացնում է բարձրորակ ձուլվածքների ստացման պայմանները։ Բայց գունավոր համաձուլվածքներից կամ գծային ընդարձակման ավելի բարձր գործակից ունեցող այլ նյութերով չուգունի մասերի համատեղ շահագործման դեպքում անհրաժեշտ է ձգտել բարձրացնել արժեքը. α չուգունի համար.

Ջերմային հզորությունը և ջերմային հաղորդունակությունն են մեծ նշանակությունձուլվածքների համար, ինչպիսիք են ջեռուցման խողովակները, կաղապարները, մասերը սառնարանային միավորներև շարժիչներ ներքին այրմանև այլն, քանի որ դրանք որոշում են ձուլվածքներում ջերմաստիճանի բաշխման միատեսակությունը և ջերմության հեռացման ինտենսիվությունը:

Աղյուսակում. 3-ը ցույց է տալիս տարբեր խմբերի չուգունների ջերմաֆիզիկական հատկությունները:

Աղյուսակ 3 Ջերմոֆիզիկական հատկություններչուգուն

Չուգուն	α 20 100 ∗10 6, 1/°C	գ 20 100, J/(kg∗°C)	գ 20 1000, J/(kg∗°C)	λ 20 100 , W/(m∗°C)
Մոխրագույն շերտավոր գրաֆիտով (ԳՕՍՏ 1412-85).
MF10-MF18	10-11	502-544	586-628	46,0-54,4
MF20-MF30	10-11	502-544	586-628	41,8-50,2
MF35	11,5-12,0	502-544	628-670	37,6-46,0
Բարձր ուժ (ԳՕՍՏ 7293-85):
HF 35-HF 45	11,5-12,5	460-502	586-628	37,6-46,0
HF 60-HF 80	10-11	502-523	628-670	33,5-41,9
HF 100	9-10	523-565	628-670	29,3-37,6
ճկուն (ԳՕՍՏ 7769-82):
ԿՃ 30-6/ԿՃ 37-12	10,5-11,0	460-511	586-628	54,4-62,8
ԿՃ 45-5/ԿՃ 65-3	10,3-10,8	527-544	628-670	50,2-54,4
Լեգիրված (ԳՕՍՏ 7769-82)
նիկել ChN20D2Sh	17-19	—	460-502	17,4
35-37% Ni-ով	1,5-2,5	—	—	—
քրոմիկ:
CH16	—	—	—	32,5 *1
CH22	—	—	—	25,5 *1
CH28	9-10	—	—	17,4 *1
CH32	9-10	—	—	19,8 *1
siliceous:
CHS5	14-17 *2	—	—	21,0 *3
ChS15, ChS17	4,7 *1	—	—	10,5
ալյումինե:
ChYu22Sh	17,5 *1	—	—	15,1-28,0 *3
CHJ30	22-23 *2	—	—	—
*1 20-200°C միջակայքում:
*2 20-900°C միջակայքում:
*3 20-500°C միջակայքում:

Գծային ընդարձակման գործակից α

Գծային ընդարձակման գործակից α . Ամենամեծ ազդեցությունը գործակցի վրա α գործադրում է ածխածին, հատկապես կապված վիճակում: Ածխածնի մեկ տոկոսը համապատասխանում է մոտ 5 անգամ մեծ քանակությամբցեմենտիտ, քան գրաֆիտ: Հետեւաբար, գրաֆիտիզացնող տարրեր (Si, Al, Ti, Ni, Сu և այլն)ավելացում, և հակապատվաստում (Cr, V, W, Mo, Mn և այլն)նվազեցնել գծային ընդլայնման գործակիցը,

ամենաբարձր արժեքը α Տարբերվում են ավստենիտիկ նիկելային չուգունները, ինչպես նաև չուգունի և պիրոֆերալ տեսակի ֆերիտիկ ալյումինե չուգունները: Հետեւաբար, բավականաչափ բարձր պարունակությամբ Ni, Cu, Mnիմաստը α ; կտրուկ ավելանում է. Այնուամենայնիվ, բովանդակությամբ Նի>20% α նվազում է և հասնում է նվազագույնի 35-37% Ni-ում: Գրաֆիտի ձևը զգալիորեն ազդում է գծային ընդլայնման գործակցի վրա միայն ցածր ջերմաստիճաններում. α հանգուցավոր գրաֆիտով ճկուն երկաթը մի փոքր ավելի բարձր է, քան α չուգուն շերտավոր գրաֆիտով:

Չուգունի հատուկ ջերմային հզորություն

Չուգունի հատուկ ջերմային հզորությունը, ինչպես և երկաթը, մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ (տես Աղյուսակ 2) և բնութագրվում է փուլային փոխակերպման ժամանակ կտրուկ աճով։ Fe α → Fe λ ;ապա հատուկ ջերմություն չուգունկտրուկ նվազում է, բայց կրկին ավելանում է ջերմաստիճանի հետագա աճով:

Գրաֆիտացումը նվազեցնում է չուգունի հատուկ ջերմային հզորությունը. այստեղից՝ սպիտակից; չուգունը մի փոքր ավելի բարձր է, քան մոխրագույն և բարձր ամրության թուջը (տես Աղյուսակ 4):

Չուգունի ջերմային հաղորդունակությունը:

Չուգունի ջերմային հաղորդունակությունը ավելի մեծ է, քան մյուսները ֆիզիկական հատկություններ, կախված է կառուցվածքից, դրա ցրվածությունից և ամենափոքր կեղտից, այսինքն՝ այն կառուցվածքի նկատմամբ զգայուն հատկություն է։

Գրաֆիտացումը մեծացնում է ջերմային հաղորդունակությունը; հետևաբար, գրաֆիտացման աստիճանը և գրաֆիտի չափը մեծացնող տարրերը մեծանում են, իսկ գրաֆիտացումը կանխող և կառուցվածքային բաղադրիչների ցրվածությունը մեծացնող տարրերը՝ նվազում։ Գրաֆիտացման նշված ազդեցությունն ավելի քիչ է հանգուցային գրաֆիտի համար (տես Աղյուսակ 4):

Գրաֆիտի ձևը, տեղումներն ու բաշխումը նույնպես ազդում են ջերմահաղորդականության վրա։ Օրինակ, ճկուն երկաթը ավելի ցածր ջերմային հաղորդունակություն ունի, քան մոխրագույն չուգունը: Կծկված գրաֆիտ երկաթի (CVG) ջերմահաղորդունակությունը ավելի բարձր է, քան կոմպակտ գրաֆիտ երկաթի և մոտ է. λ մոխրագույն չուգուն շերտավոր գրաֆիտով:

Բարձր լեգիրված չուգունները բնութագրվում են, որպես կանոն, ավելի ցածր ջերմահաղորդականությամբ, քան սովորականները։