ლითონის ჭურჭლის სითბოს სიმძლავრის გაანგარიშების პრინციპები გამოიყენება ბატარეებსა და აბანოებზე.

თუჯის ბატარეა უფრო დიდხანს გაცივდება.

კიდევ ერთხელ მინდა გავამახვილო თქვენი ყურადღება იმ ფაქტზე, რომ ობიექტის გაგრილების სიჩქარე პირდაპირ დამოკიდებულია მასალის მასაზე და სპეციფიკურ სითბოზე, საიდანაც იგი მზადდება. არ აურიოთ სითბოს სიმძლავრე და თბოგამტარობა!

თუჯის ბატარეა სამჯერ უფრო მძიმეა ვიდრე ალუმინის. ამიტომ აქვს მაღალი სითბოს ტევადობა 2,5 ჯერ.

ხშირად სვამენ კითხვას: რატომ გრილდებიან თუჯის ბატარეები ფოლადზე მეტხანს?

და სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრეები - 540 ჯ / (კგ * კ) თუჯისთვის და 460 ჯ / (კგ * კ) ფოლადისთვის - შედარებით ცოტა განსხვავდება (15%). და მთელი საიდუმლო - დიდწილად - თუჯის ბატარეების მნიშვნელოვნად დიდ მასაში მდგომარეობს.

ბატარეის განყოფილების წონა:

თუ შევადარებთ ერთნაირი მასის ორ ბატარეას - ფოლადისა და თუჯისგან - მაშინ გათბობის იმავე ტემპერატურაზე თუჯის ბატარეა ინარჩუნებს სითბოს 15%-ით მეტს.

თუჯის აბაზანა ინარჩუნებს სითბოს.

თუჯის აბაზანა:

ფოლადის აბაზანა:

ანუ თუჯის აბაზანაში 1 გრადუსით გაგრილებისას გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა 2,5-ჯერ მეტია, ვიდრე ფოლადის აბანოში (ჩვენს მაგალითში).

აბაზანის წყლის თბოტევადობა:

რასაც მოჰყვება, ტემპერატურა ცხელი წყალიოთახის ტემპერატურაზე (20 გრადუსი) აბაზანაში ჩასხმული (40 გრადუსი) დაიკლებს 1 გრადუსით ფოლადის აბანოსთვის და 2,5 გრადუსით თუჯის აბაზანისთვის.

ლითონის ჭურჭელი ფიზიკოსის თვალით

ლითონის ჭურჭლის თემას რომ დავუბრუნდე, პროცესების ფიზიკას ციფრებში ვაჩვენებ.

თბოგამტარობა.

თბოგამტარობა რიცხობრივად უდრის სითბოს რაოდენობას (J), რომელიც გადის ერთეულ ფართობზე (კვ.მ) ერთეულ დროში (წმ) ერთეული ტემპერატურის გრადიენტზე.

თბოგამტარობის კოეფიციენტები საცნობარო წიგნიდან:

დასკვნა: თუჯი სითბოს ნელა ანაწილებს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუჯის ტაფაში ხორცი არ დაიწვება (მათ შორის) სითბოს უფრო თანაბარი განაწილების გამო.

მსგავსი სიტუაციაა ბუნებაში მწვადის მომზადებისას. ნახშირზე ხორცის მომზადება ნაჭრების გამოცხობის საშუალებას გაძლევთ. ღია ცეცხლზე მოხარშვა უბრალოდ ადუღებს ხორცის ნაჭრებს, ხოლო შიგთავსი უმი ტოვებს.

სითბოს ტევადობა.

სითბოს სიმძლავრე რიცხობრივად უდრის სითბოს რაოდენობას (J), რომელიც უნდა გადავიდეს მისი ტემპერატურის ერთი ერთეულით (K) შესაცვლელად.

სპეციფიკური სითბო.

სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე - სითბოს რაოდენობა (J), რომელიც უნდა გადავიდეს ნივთიერების ერთეულ მასაზე (კგ), რათა მისი ტემპერატურა შეიცვალოს ერთეული ტემპერატურით (K).

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ლითონის ჭურჭლის თბოტევადობის გამოსათვლელად - რამდენი თერმული ენერგია იქნება სასურველ ტემპერატურამდე გაცხელებულ ჭურჭელში - აუცილებელია ჭურჭლის მასა (კგ) გავამრავლოთ თბოტევადობაზე. ლითონი (J / (kg * K)), საიდანაც იგი მზადდება.

სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობები სახელმძღვანელოდან:

სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე არის მნიშვნელოვანი პარამეტრი, რომელიც განსაზღვრავს ფოლადის მახასიათებლებს. ის აჩვენებს სითბოს რაოდენობას, რომელიც უნდა დაიხარჯოს კილოგრამი შენადნობის 1 გრადუსით გასათბობად. სითბოს სიმძლავრეზე გავლენას ახდენს ფოლადის სხვადასხვა თვისებები, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, როდესაც

ქვეშ სპეციფიკური სითბოფოლადი გულისხმობს სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა ნივთიერების ერთი კილოგრამი ტემპერატურის ზუსტად ერთი გრადუსით გასაზრდელად. ორივე ცელსიუსის და კელვინის მასშტაბები შეიძლება გამოყენებულ იქნას თანაბრად.

სითბოს სიმძლავრეზე გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი:

• გაცხელებული ნივთიერების აგრეგაციის მდგომარეობა;
• ატმოსფერული წნევა;
• გათბობის მეთოდი;
• ფოლადის ტიპი.

კერძოდ, მაღალი შენადნობის ფოლადი შეიცავს დიდი რაოდენობით ნახშირბადს და არის ცეცხლგამძლე. შესაბამისად, ერთი გრადუსით გასათბობად საჭიროა მეტი სითბო ვიდრე სტანდარტული 460 ჯ/(კგ*კ). დაბალი შენადნობის ფოლადები თბება უფრო სწრაფად და მარტივად. სითბოს და ენერგიის მაქსიმალური რაოდენობაა საჭირო ანტიკოროზიული დამუშავებით ცეცხლგამძლე მასალების გასათბობად.

სითბოს სიმძლავრის გაანგარიშება ხდება თითოეული კონკრეტული შემთხვევისთვის. გასათვალისწინებელია ისიც, რომ გაცხელებული ნივთიერების ტემპერატურის მატებასთან ერთად იცვლება მისი სითბოს სიმძლავრე.

სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე მნიშვნელოვანია ფოლადის, თუჯის, კომპოზიტური მასალებისგან დამზადებული ნაწილების ინდუქციური გამკვრივების ან წრთობისას. როდესაც პროდუქტის ტემპერატურა იზრდება გარკვეული გრადუსით, სტრუქტურაში ხდება ფაზური ცვლილებები და, შესაბამისად, იცვლება სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრეც. შემდგომი გათბობა მოითხოვს უფრო მეტ/მცირე მოცულობის სითბოს.

სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე ახასიათებს არა მხოლოდ ფოლადის ან კომპოზიტური მასალების გათბობის პროცესს, არამედ მათ გაგრილებას. თითოეული მასალა, როდესაც გაცივდება, გამოყოფს გარკვეული რაოდენობის სითბოს და/ან ენერგიას. სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთ რამდენი სითბო მიიღება, როდესაც ერთი კილოგრამი ლითონი ერთი გრადუსით გაცივდება. სითბოს გადაცემაზე გავლენას ახდენს გაციებული მასალის ფართობი, დამატებითი ვენტილაციის არსებობა/არარსებობა.

როგორ გამოითვლება სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე?

დათვლა სპეციფიკური სითბოუფრო ხშირად კელვინის მასშტაბით. მაგრამ მხოლოდ საცნობარო წერტილში განსხვავების წყალობით, ინდიკატორი შეიძლება გარდაიქმნას ცელსიუს გრადუსამდე.

სპეციფიკური სითბოს პარამეტრი განსაზღვრავს საწვავის რაოდენობას, რომელიც საჭიროა ნაწილის მოცემულ წერტილამდე გასათბობად. ეს დამოკიდებულია ფოლადის ტიპსა და ხარისხზე. მაღალი შენადნობის შენადნობას აქვს უფრო მაღალი პარამეტრის მნიშვნელობა იმავე ტემპერატურაზე. დაბალი შენადნობის და ნახშირბადოვანი ფოლადები - ნაკლები.

მაგალითი:

შედარებისთვის, G13 ფოლადს აქვს სითბოს სიმძლავრე 0,520 კჯ / (კგ * გრადუსი) 100 ° C ტემპერატურაზე. ეს შენადნობი უაღრესად შენადნობია, ანუ შეიცავს უფრო მეტ ქრომს, ნიკელს, სილიკონს და სხვა დამატებით ელემენტებს. ნახშირბადოვანი ფოლადის კლასის 20 მსგავს ტემპერატურაზე აქვს სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე 0,460 კჯ / (კგ * გრადუსი).

ამრიგად, სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე დამოკიდებულია არა მხოლოდ ტემპერატურაზე, არამედ ფოლადის ტიპზე. მაღალი შენადნობის ფოლადები ნაკლებად მდგრადია ბზარების მიმართ და ნაკლებად შედუღებადი. გაიზარდა ასეთი მასალების ცეცხლგამძლეობა. ეს ინდიკატორები პირდაპირ გავლენას ახდენს, რომლებიც დამზადებულია სხვადასხვა კლასის ფოლადისგან. სტაბილურობა, სიმსუბუქე, სიმტკიცე არის ყველაზე მნიშვნელოვანი კრიტერიუმები, რომლებიც განისაზღვრება ასეთი შენადნობის ხარისხით.

ცხრილებში შეგიძლიათ დააკვირდეთ მაღალი შენადნობი ფოლადების G13 და R18 სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის მაჩვენებლებს, ასევე დაბალ შენადნობი შენადნობების რაოდენობას. ტემპერატურის დიაპაზონი - 50:650оС.

თუჯის არის რკინის და ნახშირბადის კომბინაცია. მთავარ თვისებებს შორის არის გრაფიტის მინარევების მასა, ფორმა, მოცულობა და განლაგება. თერმოდინამიკური წონასწორობის მდგომარეობაში რკინა-ნახშირბადის შენადნობების სტრუქტურა შეიძლება აღწერილი იყოს დიაგრამით. შემადგენლობის მოდიფიკაციის დროს იცვლება:

ევტექტიკური ტემპერატურა (o C) T \u003d 1135 + 5 * Si - 35 * P - 2 * Mn + 4 * Cr;
ევტექტიკის გაჯერება ნახშირბადით (%) С = 4,3 - 0,3*(Si+P) - 0,04*Ni - 0,07*Cr;
ევტექტოიდური ტრანსფორმაციის ტემპერატურა (o C) T = 723 + 20*Si + 8*Cr - 30*Ni - 10*Cu - 20*Mn;
ევტექტოიდის გაჯერება ნახშირბადით (%) C = 0.8 - 0.15 * Si - 0.8 * Ni - 0.05 * (Cr + Mn).

კრიტიკული წერტილების განლაგება დამოკიდებულია გათბობის ხარისხზე - გაგრილების შემთხვევაში ისინი ოდნავ ქვევით მოძრაობენ. ყველაზე ზუსტი მარტივი ფორმულები შეიქმნა დიდი რაოდენობისთვის, რომელიც არ შეიცავს შენადნობ კომპონენტებს:

ევტექტიკის გაჯერება ნახშირბადით C = 4,3 – 0,3*(Si+P);
ევტექტოიდის გაჯერება ნახშირბადით C = 0.8 - 0.15 * Si.

ნაერთების მოქმედება სტრუქტურაზე ჩანს ცხრილში 1. კოეფიციენტები, რომლებიც განსაზღვრავენ პირობითი გრაფიტის ეფექტს, შეიძლება მხედველობაში იქნას მიღებული მხოლოდ (C) (დაახლოებით 3%) და სილიციუმის (Si) (დაახლოებით 2%) თანდასწრებით. ).

ცხრილი 1. ელემენტების სავარაუდო გავლენა თუჯის სტრუქტურაზე

ელემენტები				შედარებითი გრაფიტის მოქმედება
		ძირითად ლითონის მასაზე	გრაფიტზე	როცა გამაგრდა	მყარ მდგომარეობაში
		პერლიტის შემცირება
		პერლიტის შემცირება	რაოდენობის გაზრდა და კონსოლიდაცია		+0.2-დან +0.5-მდე
მანგანუმი	0.8-ზე მეტი 1.0-ზე მეტი	პერლიტის დაფქვა მანგანუმის სულფიდის წარმოქმნა	სუსტი გამანადგურებელი იგივე, მაგრამ ნაკლები		-0.2-დან +0.5-მდე
		მანგანუმის სულფიდის წარმოქმნა	იგივე, მაგრამ ნაკლები		-0.2-დან +0.5-მდე
		სულფიდის წარმოქმნა	რაოდენობის შემცირება
		პერლიტის დაფქვა	რაოდენობის გაზრდა და სუსტი დაფქვა		+4-დან -0.2-მდე
		პერლიტის დაფქვა	რაოდენობის შემცირება და სუსტი სახეხი		-1.2-დან -3.0-მდე
		არ მოქმედებს	არ არის დაინსტალირებული		+0.3-დან -0.2-მდე
მოლიბდენი		პერლიტის დაფქვა. ნემსის სტრუქტურის ფორმირება			-0,5-დან -1,5-მდე
		პერლიტის დაფქვა	რაოდენობის შემცირება. მნიშვნელოვანი ჩახშობა
ალუმინის		პერლიტის შემცირება	რაოდენობის გაზრდა და კონსოლიდაცია
ცერიუმი და მაგნიუმი			სფეროიდიზაცია

ფიზიკური და მექანიკური თვისებები

თუჯის მიკროსტრუქტურის ფიზიკური და მექანიკური თვისებების ყველაზე მნიშვნელოვანი მაჩვენებლები მოცემულია ცხრილში. 2, ფიზიკური თვისებები - ცხრილში. 3. მითითებულია მე-3 ცხრილში. სპეციფიკური სიმძიმე შეიძლება მნიშვნელოვნად მერყეობდეს კომბინირებული ნახშირბადის მოცულობის რყევებისა და ფორების რაოდენობის ცვლილების გამო. თუჯის სპეციფიკური წონა მისი დნობის დროს არის 7 ± 0,1 გ / სმ 3. სხვადასხვა მარტივი მინარევების დამატებისას ის მცირდება. ცხრილი 3-ში მითითებულ თერმული გაფართოების კოეფიციენტზე გავლენას ახდენს თუჯის სტრუქტურა.

მოცულობის ძლიერი შეუქცევადი ზრდა ხდება ტემპერატურის ცვლილების შემთხვევაში, რომლის დროსაც ფიზიკურ სისტემაში ხდება წონასწორული ფაზის გადასვლა. ინდიკატორმა შეიძლება მიაღწიოს 30% -ს, მაგრამ ხშირად ის არ აღემატება 3% -ს 500 ° C-მდე გაცხელებისას. მოცულობის ზრდას ხელს უწყობს კომპონენტები, რომლებიც ქმნიან გრაფიტს, და კომპონენტები, რომლებიც ქმნიან კარბიდებს, ერევიან, ისევე როგორც ჩამოსხმის საფარი. რკინა მინანქრით, მეტალიზაციით და გალავანიზაციით.

ცხრილი 2. უშენო თუჯის სტრუქტურული კომპონენტების ფიზიკური და მექანიკური თვისებები

სტრუქტურული კომპონენტი

ხვედრითი წონა გ/სმ 3

თერმული ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი a * 10 - 1 / o C-ში 20 -100 o C ტემპერატურაზე

სითბოს სიმძლავრე cal / G * o C ტემპერატურაზე o C

თბოგამტარობა კალ/სმ*წმ-ში დაახლოებით C

ელექტრული წინააღმდეგობა μΩ 9 სმ

დაჭიმვის სიმტკიცე σ in kg/mm ​​2

დრეკადობა σ %-ში

სიხისტე HB

აუსტენიტი

ცემენტიტი

თერმული თვისებები

კონკრეტული შემადგენლობის თუჯის სითბოს სიმძლავრის ინდექსი შეიძლება დადგინდეს შერევის კანონის მიხედვით მე-2 ცხრილში მოცემული ინფორმაციის გამოყენებით. ის შეიძლება იყოს 0,00018 კკალ/(გ o C), როდესაც ტემპერატურა გადალახავს ფაზურ გადასვლის ზღურბლს, მდე დნობის ტემპერატურა. დნობის წერტილის დაძლევის შემდეგ - 0,00023 ± 0,00003 კკალ/(გ o C). გამაგრების დროს თერმული ეფექტი არის 0,055 ± 0,005 კკალ/გ, ხოლო აუსტენიტის ევტექტოიდური დაშლის შემთხვევაში იგი განისაზღვრება პერლიტის მოცულობით და შეიძლება მიაღწიოს 0,0215 ± 0,0015 კკალ/გ ევტექტოიდური კონცენტრაციით 0,8% C. ქ.

ამ ნივთიერების ერთეული მოცულობის სითბოს სიმძლავრე შეიძლება გამოყენებულ იქნას გაფართოებული გამოთვლებისთვის: თუჯისთვის მყარ მდგომარეობაში - დაახლოებით 0,001 კკალ / სმ 3 o C, ხოლო თხევად მდგომარეობაში - 0,0015 კკალ / სმ 3 o C.

თბოგამტარობის დადგენა შეუძლებელია შერევის კანონით; ცხრილში მითითებული. 2, მისი ინდიკატორები ელემენტებისთვის, მათი ზომების გაზრდით დისპერსიულ სისტემებში, მცირდება. თბოგამტარობის ტიპიური მაჩვენებლები ნაჩვენებია ცხრილში. 3. თუჯის შემადგენლობაში შემავალი კომპონენტების როლი თბოგამტარობის შეცვლაში ჩანს გრაფიტიზაციის დონის გადახრებში. რკინის თბოგამტარობა მცირდება მასში შემავალი სხვადასხვა დანამატების მოცულობის მატებასთან ერთად.

თუჯს გამდნარ მდგომარეობაში აქვს თბოგამტარობა დაახლოებით 0,04 კალ/სმ s o C.
გაფართოებული გამოთვლების გამოყენებით, თუჯის თბოგამტარობა მყარ მდგომარეობაში უტოლდება მის თბოგამტარობას, ხოლო გამდნარ მდგომარეობაში - 0,3 მმ 2/წმ-მდე.

ცხრილი 3. ტიპიური ფიზიკური თვისებებითუჯის

თუჯის ტიპი				შენიშვნა, ტემპერატურის მატებასთან ერთად: "+" - იზრდება; "-" - მიდის ქვემოთ
ხვედრითი წონა გ/სმ 3
თერმული ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი a 10 - 1 / o C-ში, 20-100 o C ტემპერატურაზე
ფაქტობრივი შემცირება პროცენტებში
თბოგამტარობა cal/cm sec o C-ში
დინამიური სიბლანტე სითხის ტემპერატურაზე დინ წმ/სმ 2
ზედაპირული დაძაბულობა დინებში / სმ 2
ელექტრული წინააღმდეგობა Mk ohm სმ-ში
სითბოს სიმძლავრე cal/G o C-ში
იძულებითი ძალა ე
რემანენტული მაგნეტიზმი გს-ში

ჰიდროდინამიკური თვისებები

აბსოლუტური სიბლანტის მაჩვენებლები შეგიძლიათ იხილოთ ცხრილში. 4. სიბლანტე კლებულობს როგორც წილის მატებასთან ერთად, ასევე გოგირდის და არალითონური წარმოშობის დანამატების ნაწილის შემცირების შემთხვევაში, ტემპერატურის მაჩვენებლების გამო.

სიბლანტის დაქვეითება და ექსპერიმენტის აბსოლუტური ტემპერატურის თანაფარდობა და გამაგრების მომენტი პირდაპირპროპორციულია. გამაგრების დასაწყისის ტემპერატურის გადასვლისას სიბლანტე სწრაფად იზრდება.

მონაცემები თუჯის ზედაპირული დაძაბულობის შესახებ მსხვილმარცვლოვანი გამოთვლებისთვის შეიძლება აღებული იყოს ცხრილიდან 3. ის იზრდება ნახშირბადის პროპორციის შემცირებით და სწრაფად იცვლება, როდესაც შემადგენლობას ემატება არალითონური წარმოშობის კომპონენტები.

ელექტრული მახასიათებლების დასადგენად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ კურნაკოვის კანონი. მინარევების მიახლოებითი მნიშვნელობები შეგიძლიათ იხილოთ ცხრილში. 2, და, კონკრეტულად თუჯის - ცხრილში. 3. შემომავალი კომპონენტების გავლენა ელექტრულ წინააღმდეგობაზე მყარიპირობითად შეიძლება განთავსდეს შემდეგი თანმიმდევრობით, კლებადობით: (Si), მანგანუმი (Mn), (Cr), (Ni), (Co).

ცხრილი 4. თუჯის სიბლანტის კოეფიციენტები

ტემპერატურა o C-ში	სიბლანტის კოეფიციენტი (დინე წმ/სმ 2) თუჯში ნახშირბადის შემცველობით %
თუჯის თეთრდება
თუჯის ნაცრისფერი ხდება

Მექანიკური საკუთრება

სტატისტიკური მახასიათებლები. თუჯის დაჭიმვის სიმტკიცე (მექანიკური დაძაბულობის ბარიერი) შეიძლება გამოითვალოს ხარისხობრივად, მისი სტრუქტურიდან გამომდინარე, ცხრილში 2-ში მითითებული ინდიკატორების მიხედვით. თუჯის სტრუქტურაში შემავალი კომპონენტების სიძლიერე იზრდება მათი მატებასთან ერთად. შეწონილი ზომები დისპერსიულ სისტემებში. მექანიკური სტრესის ზღურბლზე უდიდეს გავლენას ახდენს გრაფიტის კომპონენტების სტრუქტურა, რაოდენობა, მოცულობა და მდებარეობა; ლითონის მთლიანი მასის სტრუქტურა არც ისე მნიშვნელოვანია.

სიმტკიცის მაქსიმალური კლება შეინიშნება ჯაჭვის მსგავსი გრაფიტის კომპონენტების მოთავსებისას, რაც მეტალის სტრუქტურას არც ისე უწყვეტს ხდის. ლითონის მაქსიმალური სიმტკიცის მაჩვენებლები მოცემულია გრაფიტის სფერული სტრუქტურით. ტესტის პროცესის ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მექანიკური სტრესის ბარიერი, ზოგადად, არ იცვლება 400 ° C-მდე (100-დან 200 ° C-მდე დიაპაზონში, სიძლიერე ოდნავ მცირდება, 10 - 15% ფარგლებში. ). 400 ° C ინდიკატორის გადალახვის შემდეგ, ფიქსირდება მექანიკური სტრესის ზღვრის მაჩვენებლების მუდმივი დაკარგვა.

პლასტიურობის მახასიათებლები განისაზღვრება ლითონის მთლიანი მასის სტრუქტურით (მე-2 ცხრილში მოცემული ინდიკატორების მიხედვით), მაგრამ კიდევ უფრო მნიშვნელოვნად - გრაფიტის მინარევების სახით. თუ ფორმა არის სფერული, მაშინ დრეკადობამ შეიძლება მიაღწიოს 30%-მდე. ნაცრისფერ თუჯში ასეთი დრეკადობა თითქმის არასოდეს აღწევს პროცენტის მეათედსაც კი. კალცირებულ ნაცრისფერ თუჯში (ფერიტული) დრეკადობა შეიძლება იყოს დაახლოებით 1,5%.

ელასტიურობას დიდწილად განსაზღვრავს გრაფიტის სტრუქტურა. ის არ იცვლება თუჯზე თერმული მოქმედების პროცესში, თუ ცვლილებები არ მომხდარა გრაფიტის მინარევების ფორმაში. მოღუნვის ტესტები აჩვენებს ელასტიური დეფორმაციების პროპორციას, რომელიც უდრის მთლიანი დეფორმაციის 50-80%-ს.

თუჯის ცოცხალი არ უნდა აგვერიოს ზრდის შემთხვევასთან (მისი მოცულობის შეუქცევადი მატება). თუჯი, რომელიც არ შეიცავს შენადნობის კომპონენტებს, 550°C-ზე ზევით გაცხელებისას ახასიათებს მუდმივი დეფორმაციები, მისი ზრდის მიხედვით, ჭარბობს ცოცვის განსაზღვრისას მისაღებ დეფორმაციებს. თუ მისი სიჩქარეა 0,00001% საათში, მაშინ 1 ათასი საათის განმავლობაში 3 კგ / მმ 2 დატვირთვით, ნაცრისფერი თუჯის შენადნობი კომპონენტების გარეშე ავლენს სტაბილურობას 400 ° C ტემპერატურაზე, ხოლო თუჯის შემცველი შენადნობი კომპონენტები - 500 ° -მდე. C. მცოცავი წინააღმდეგობის გაზრდა შეიძლება მიღწეული იყოს ავსტენიტური თუჯით, ასევე თუჯით მოლიბდენის დამატებით ან ნიკელის და ქრომის გაზრდილი არსებობით.

თუ თუჯის შემადგენლობაში არის დანამატები გრაფიტის სახით, მაშინ მისი ელასტიურობის მოდული მხოლოდ პირობითი იქნება. ეს მაჩვენებელი არ არის განსაზღვრული ლითონის ძირითადი ნაწილის სტრუქტურით და ხასიათდება გრაფიტის დანამატების პროპორციით და მათი სტრუქტურით: ის მცირდება გრაფიტის დანამატების პროპორციის გაზრდით და მათი მსგავსების შემცირებით გლობულურ სტრუქტურასთან. .

დარტყმის ძალა არ არის დინამიური თვისებების სრულიად ზუსტი მახასიათებელი. ის იზრდება ფერიტის ჩანართების მატებასთან ერთად, გრაფიტის ჩანართების შემცირების შემთხვევაში და ასევე, როდესაც გრაფიტის კომპონენტის სტრუქტურა მაქსიმალურად ჰგავს სფერულს. დატვირთვის არათანაბარი პერიოდის დროს, დაღლილობის ზღვარი აღწევს მაქსიმუმს სტრესების გაზრდის გამო, რაც ხდება დატვირთვის გამოყენების მიმართულებით. დაღლილობის ზღვარი იზრდება მექანიკური სტრესის ზღურბლისა და დატვირთვის განმეორებადობის მატებასთან ერთად.

ტექნოლოგიური თვისებები

სითხე განისაზღვრება ლითონის თვისებებითა და სტრუქტურით. ის ხშირად დამოკიდებულია შევსებული ჩამოსხმის სიგრძეზე და იზრდება სიბლანტის შემცირებით, გადახურების მატებასთან ერთად (თუმცა, სითხეზე ყველაზე მეტად გავლენას ახდენს ჩასხმის წერტილის ზემოთ გადახურება), გამაგრების ინტერვალის შემცირება და განისაზღვრება შერწყმის ფარული სითბო და სითბოს სიმძლავრე, გამოხატული მოცულობით.

ქიმიური თვისებები

დაჟანგვისადმი წინააღმდეგობის ხარისხი განპირობებულია თუჯის სტრუქტურით და გარემო (ქიმიური შემადგენლობატემპერატურა და მისი მიმდინარეობა). ელემენტებს, რომლებიც ქმნიან თუჯს, აქვთ ელექტროდის პოტენციალი. ამ მნიშვნელობის შემცირებით, ისინი შეიძლება განლაგდეს შემდეგი თანმიმდევრობით: გრაფიტი (რკინის კარბიდი), ორმაგი ან სამმაგი ფოსფიდი ევტექტიკა - ოქსიფერი.

ძაბვა გრაფიტსა და ოქსიფერს (ფერიტს) შორის არის 0,56 ვოლტი. კოროზიისადმი წინააღმდეგობის ხარისხი მცირდება შემადგენელი კომპონენტების დისპერსიის დონის შესაბამისი მატებით. თუმცა, რკინის კარბიდის სიზუსტის დონის ძალიან დაქვეითება ამცირებს დაჟანგვისადმი წინააღმდეგობის ხარისხს. შენადნობის კომპონენტები გავლენას ახდენენ თუჯის უნარზე, წინააღმდეგობა გაუწიოს დაჟანგვას და მათ გავლენას სტრუქტურულ შემადგენლობაზე. ოქსიდაციური პროცესებისადმი გადაჭარბებული წინააღმდეგობა აღინიშნება თუჯის ჩამოსხმის შემდეგ შენარჩუნებული ქერქით.

α , სპეციფიკური თბოტევადობა თანდა თბოგამტარობა λ დამოკიდებულია თუჯის შემადგენლობასა და სტრუქტურაზე, ასევე ტემპერატურაზე. ამიტომ, მათი მნიშვნელობები მოცემულია შესაბამისი ტემპერატურის დიაპაზონში. ტემპერატურის მატებასთან ერთად α და თანჩვეულებრივ იზრდება და λ მცირდება (ცხრილი 1).

ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი α და სპეციფიკური სითბოს მოცულობა გრეალური არაერთგვაროვანი სტრუქტურები, მათ შორის თუჯის, შეიძლება განისაზღვროს შერევის წესით:

სადაც x 1, x 2, ..., x n - α ან გსტრუქტურული კომპონენტები (ცხრილი 2);
a 1, a 2, ..., a n- მათი რაოდენობრივი შინაარსი.

შენადნობებისა და ნარევების თბოგამტარობა კოეფიციენტისგან განსხვავებით α და სითბოს მოცულობა გარ შეიძლება განისაზღვროს შერევის წესით. ცალკეული ელემენტების გავლენა თბოგამტარობაზე შეიძლება დადგინდეს მხოლოდ დაახლოებით გაანგარიშებით.

თითო კოეფიციენტზე α და სპეციფიკური სითბოს მოცულობა თანძირითადად გავლენას ახდენს თუჯის შემადგენლობაზე და თბოგამტარობაზე λ - გრაფიტიზაციის ხარისხი, სტრუქტურის დისპერსიულობა, არალითონური ჩანართები და ა.შ.

ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი განსაზღვრავს არა მხოლოდ ზომების ცვლილებას ტემპერატურის მიხედვით, არამედ ჩამოსხმებში წარმოქმნილ სტრესებს. შემცირება α სასარგებლოა ამ პოზიციებიდან და ხელს უწყობს მაღალი ხარისხის ჩამოსხმის პირობებს. მაგრამ თუჯის ნაწილების ერთობლივი ექსპლუატაციის შემთხვევაში ფერადი შენადნობებისგან დამზადებულ ნაწილებთან ან ხაზოვანი გაფართოების უფრო მაღალი კოეფიციენტის მქონე სხვა მასალებით, აუცილებელია ღირებულების გაზრდა. α თუჯისთვის.

სითბოს სიმძლავრე და თბოგამტარობა არის დიდი მნიშვნელობაჩამოსხმისთვის, როგორიცაა გათბობის მილები, ყალიბები, ნაწილები სამაცივრო დანადგარებიდა ძრავები შიგაწვისდა ა.შ., ვინაიდან ისინი განსაზღვრავენ კასტინგებში ტემპერატურის განაწილების ერთგვაროვნებას და სითბოს მოცილების ინტენსივობას.

მაგიდაზე. 3 გვიჩვენებს სხვადასხვა ჯგუფის თუჯის თერმოფიზიკურ თვისებებს.

ცხრილი 3 თერმოფიზიკური თვისებებითუჯის

თუჯის	α 20 100 ∗10 6, 1/°C	გ 20 100, ჯ/(კგ∗°C)	გ 20 1000, ჯ/(კგ∗°C)	λ 20 100, ვ/(მ∗°C)
ნაცრისფერი ლამელარული გრაფიტით (GOST 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
მაღალი სიძლიერე (GOST 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
მოქნილი (GOST 7769-82):
კჩხ 30-6/კჩხ 37-12	10,5-11,0	460-511	586-628	54,4-62,8
კჩჩ 45-5/კჩჩ 65-3	10,3-10,8	527-544	628-670	50,2-54,4
შენადნობი (GOST 7769-82)
ნიკელი ChN20D2Sh	17-19	—	460-502	17,4
35-37% ნი-ით	1,5-2,5	—	—	—
ქრომული:
CH16	—	—	—	32,5 *1
CH22	—	—	—	25,5 *1
CH28	9-10	—	—	17,4 *1
CH32	9-10	—	—	19,8 *1
სილიციუმისებრი:
CHS5	14-17 *2	—	—	21,0 *3
ChS15, ChS17	4,7 *1	—	—	10,5
ალუმინი:
ChYu22Sh	17,5 *1	—	—	15,1-28,0 *3
CHJ30	22-23 *2	—	—	—
*1 20-200°C-ს შორის.
*2 20-900°C-ს შორის.
*3 20-500°C-ს შორის.

ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი α

ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი α . ყველაზე დიდი გავლენა თანაფარდობაზე α ახდენს ნახშირბადს, განსაკუთრებით შეკრულ მდგომარეობაში. ნახშირბადის ერთი პროცენტი დაახლოებით 5-ჯერ შეესაბამება დიდი რაოდენობითცემენტიტი ვიდრე გრაფიტი. ამიტომ, გრაფიტის ელემენტები (Si, Al, Ti, Ni, Сu და ა.შ.)გაზრდა და მყნობის საწინააღმდეგო (Cr, V, W, Mo, Mn და ა.შ.)ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტის შემცირება,

უმაღლესი ღირებულება α განსხვავდება ავსტენიტური ნიკელის თუჯები, ისევე როგორც თუჯის და პიროფერალური ტიპის ფერრიტული ალუმინის თუჯები. ამიტომ, საკმარისად მაღალი შემცველობით Ni, Cu, Mnმნიშვნელობა α ; მკვეთრად იზრდება. თუმცა შინაარსით Ni>20% α მცირდება: და აღწევს მინიმუმს 35-37% Ni. გრაფიტის ფორმა მნიშვნელოვნად მოქმედებს ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტზე მხოლოდ დაბალ ტემპერატურაზე; α დრეკადი რკინა კვანძოვანი გრაფიტით გარკვეულწილად უფრო მაღალია ვიდრე α თუჯის ლამელარული გრაფიტით.

თუჯის სპეციფიკური თბოტევადობა

თუჯის სპეციფიკური თბოტევადობა, ისევე როგორც რკინის, იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად (იხ. ცხრილი 2) და ხასიათდება მკვეთრი ზრდით ფაზური ტრანსფორმაციის დროს. Fe α → Fe λ ;შემდეგ სპეციფიკური სითბო თუჯისმკვეთრად ეცემა, მაგრამ კვლავ იზრდება ტემპერატურის შემდგომი მატებასთან ერთად.

გრაფიტიზაცია აქვეითებს თუჯის სპეციფიკურ თბოტევადობას; აქედან თეთრიდან; თუჯის ოდნავ მაღალია, ვიდრე ნაცრისფერი და მაღალი სიმტკიცის თუჯის (იხ. ცხრილი 4).

თუჯის თბოგამტარობა.

თუჯის თბოგამტარობა სხვებზე მეტია ფიზიკური თვისებები, დამოკიდებულია სტრუქტურაზე, მის დისპერსიაზე და უმცირეს მინარევებისაგან, ანუ სტრუქტურისადმი მგრძნობიარე თვისებაა.

გრაფიტიზაცია ზრდის თბოგამტარობას; შესაბამისად, იზრდება ელემენტები, რომლებიც ზრდის გრაფიტიზაციის ხარისხს და გრაფიტის ზომას, ხოლო ელემენტები, რომლებიც ხელს უშლიან გრაფიტიზაციას და ზრდის სტრუქტურული კომპონენტების დისპერსიას. გრაფიტიზაციის მითითებული ეფექტი ნაკლებია კვანძოვანი გრაფიტისთვის (იხ. ცხრილი 4).

გრაფიტის ფორმა, ნალექი და განაწილება ასევე გავლენას ახდენს თბოგამტარობაზე. მაგალითად, დენტილ რკინას აქვს უფრო დაბალი თბოგამტარობა, ვიდრე ნაცრისფერი თუჯის. კომპაქტური გრაფიტის რკინის თბოგამტარობა (CVG) უფრო მაღალია, ვიდრე კომპაქტური გრაფიტის რკინისა და ახლოს არის λ ნაცრისფერი თუჯის ლამელარული გრაფიტით.

მაღალი შენადნობის თუჯები ხასიათდება, როგორც წესი, უფრო დაბალი თბოგამტარობით, ვიდრე ჩვეულებრივი.