ශක්තියේ වාසි කාබන් වානේ ප් රධාන යාන්ත් රික ගුණාංග තුනකට පහළට එනවා: අපි ආතන්ය ශක්තිය ගැන කතා කරනකොට, අපි මූලික වශයෙන් බලන්නේ ද් රව් යයක් කැඩෙන්න කලින් කොච්චර බලයක් දරාගන්න පුළුවන්ද කියලා. ඉහළ කාබන් වානේ ඇත්ත වශයෙන්ම 800 MPa ට වඩා වැඩි විය හැකිය පසුගිය වසරේ ප් රකාශයට පත් කරන ලද මෑත පර්යේෂණයන්ට අනුව. ධාරිතාව ශක්තිය කියන්නේ ලෝහය නැවත නැමීම වෙනුවට ස්ථිරවම හැඩය වෙනස් කරන්න පටන් ගන්නකොට. අඩු කාබන් අනුවාද සාමාන් යයෙන් 350 MPa සීමාව වටා රැඳී සිටින අතර තාප ක් රියාවලීන් මගින් ප් රතිකාර කරන ඒවා පහසුවෙන් 1,000 MPa ඉක්මවා යා හැකිය. ඝනත්වය අනුව, එය මනිනු ලබන්නේ රොක්වෙල් C පරිමාණයෙන්. කාබන් ප් රමාණය වැඩි වන තරමට වානේ වඩාත් දෘඩ වේ. මන්ද ස්ඵටික දැල් ව් යුහය තුළ වඩාත් අද්භූත දෝෂ ඇති බැවින් එය සීරීමට ඔරොත්තු දෙන අතර සමස්තයක් ලෙස වඩා හොඳින් ඇඳුම් ඇඳීම.
මෙම ආතන්ය ශක්තියෙන් අපිට කියවෙන්නේ කාබන් වානේ බිඳෙන්න කලින් තියාගන්න පුළුවන්, පාලම් සහ බර යන්ත් ර කොටස් වගේ දේවල් වලට ගොඩක් වැදගත්. උදාහරණයක් ලෙස ASTM A36 ව් යුහාත්මක වානේ ගන්න එය සාමාන් යයෙන් 400 සහ 550 MPa අතර ආතන්ය ශක්තිය පරාසයක පවතී. නමුත් අපි 1095 වැනි මෙවලම් වානේ දෙස බලන විට, ඒවා නිසි ලෙස තාප පිරියම් කිරීමෙන් පසු 1000 MPa ඉක්මවා යා හැකිය. දැන්, නිතිපතා ක් රියාත්මක වන විට ද් රව් යයට කළ හැකි දේ සඳහා සීමාවන් සකස් කරන තවත් වැදගත් සාධකයක් වන්නේ ධාරිතා ශක්තියයි. 1045 මධ් ය කාබන් වානේ වලින් සාදන ලද මෝටර් රථ ක් රෑන්ක් ෂාෆ්ට් සාමාන් යයෙන් 450 MPa පමණ පීඩනය යටතේ නොවෙනස්ව පවතිනු ඇත. ඝනත්වය සම්බන්ධයෙන්, අඩු කාබන් ප් රමාණයේ වර්ග සඳහා 70 HRB සිට ඉහළ කාබන් ප් රමාණයේ වර්ග සඳහා 65 HRC දක්වා විශාල පිම්මක් තියෙනවා. මෙය අධි කාබන් වානේ විශේෂයෙන් හොඳ විකල්පයන් බවට පත් කරයි කාලයත් සමඟ ඇඳුම් කපන විට ඒවා පැළඳීමට ඔරොත්තු දිය යුතුය.
කාබන් ප් රමාණය සියයට 0.05 සිට සියයට 1.0 දක්වා වෙනස් කිරීමෙන් නිෂ්පාදකයින්ට අවශ් ය ශක්ති ගුණාංග නිවැරදිව සකස් කිරීමට ඉඩ සලසයි. ද් රව් ය විද් යා සමාලෝචනයේ 2023 සංස්කරණයේ ප් රකාශයට පත් කරන ලද පර්යේෂණයන්ට අනුව, කාබන් අන්තර්ගතය 0.2% සිට 0.8% දක්වා ඉහළ නැංවීමෙන් ආතන්ය ශක්තිය 60% කින් පමණ වැඩි වේ. ප් රායෝගිකව ප් රතිඵල ඉතා සරලයි. කාබන් අඩු වානේ වර්ග 0.05 ත් 0.3% ත් අතර කාබන් ප් රමාණයක් ඇති වාහන කාසි පැනල් වලට හොඳින් වැඩ කරනවා. ඒවා ඉරිතැලීම් නැතිව හැඩ ගැස්විය යුතුයි. අනෙක් කෙළවරේ, 0.6 සිට 1.0% දක්වා වැඩි කාබන් ප් රමාණයක් සහිත වානේ ඉතා දැඩි හා ශක්තිමත් වේ, ඒවා කපන මෙවලම්, පිහි සහ යන්ත් රවල භාවිතා වන බර වැඩ කරන වසන්ත සඳහා කදිම තේරීම් බවට පත් කරයි.
වානේ වල කාබන් වැඩි වෙනකොට, ඒක ශක්තිමත් වෙනවා, මොකද එහි ඇතුලේ යකඩ කාබයිඩ් (Fe3C) සෑදෙනවා, ඒකෙන් ප් රධාන වශයෙන් අවහිර වෙනවා 0.8% ක කාබන් ප් රමාණයක් නිසා අපිට සම්පූර්ණයෙන්ම මුතු පැහැති ව් යුහයක් ලැබෙනවා. ඒක ෆෙරයිට් තට්ටුවක් සිමෙන්තිට් එක්ක මිශ් ර වෙලා, ශක්තිමත් සහ තවමත් යම් නම් යශීලී බවක් තියෙන දෙයක් නිර්මාණය කරනවා වගේ හිතන්න. නමුත් අපි ඒ සුන්දර ස්ථානය පසුකර ගියොත්, කාබයිඩ් ගොඩක් ලෝහය පුරා මෙම බිඳෙන ජාල නිර්මාණය කිරීමට පටන් ගනී. ඒ නිසයි නිසි තාප පතිකාරනය ඉතා වැදගත් වෙන්නේ ද් රව් යයෙන් උපරිම ප් රයෝජන ගන්න. වර්තමානයේ නිෂ්පාදකයන් පාලනය කරන ලද රෝල් කිරීම වැනි ක් රම භාවිතා කරයි ධාන් ය කුඩා කිරීමට, එය මිශ් රණයට අමතර කාබන් එකතු නොකර පවා ශක්තිය වැඩි කරයි. මෙම ප් රවේශය නිෂ්පාදන සැකසුම් වලදී දේවල් ලාභදායීව තබා ගනිමින් වඩා හොඳ ගුණාංග ලබා ගැනීමට උපකාරී වේ.
කාබන් අන්තර්ගතය 0.05% ත් 0.32% ත් අතර අඩු කාබන් වානේ 20,30034,700 psi (ASTM A36 2023) ආතන්ය ශක්තිය ලබා ගනී. මෙම ශ් රේණිය ඉදිකිරීම් ග් රාහක, මෝටර් රථ රාමු සහ තහඩු ලෝහ යෙදුම් සඳහා ආතන්යතාව සහ වෑල්ඩින් කිරීමේ හැකියාව ප් රමුඛතාවය දෙයි. එහි 30105 ksi-in1⁄2 බිඳීමේ ශක්තිය භූ කම්පන ප් රතිරෝධී ව් යුහයන් සඳහා තීරණාත්මක වන ඉරිතැලීම් සහ හැඩගැස්මකින් තොරව නැමීමට ඉඩ සලසයි.
ගුණාංගය | අඩු කාබන් | මධ් ය කාබන් | අධික කාබන් |
---|---|---|---|
ආතන්ය ශක්තිය (psi) | 20,300 34,700 | 39,900 72,000 | 48,400 101,000 |
දෘතාව (බ් රිනෙල්) | 111150 | 170210 | 230375 |
විචල් යතාව (% දිගු) | 2340 | 1525 | 512 |
0.300.60% කාබන් අඩංගු AISI 1045 වැනි මධ් යම ශ් රේණි 72,000 psi ආතන්ය ශක්තිය ලබා දෙයි 78% අඩු කාබන් සහකරුවන්ට වඩා ශක්තිමත්. නිවා දැමීම හා තද කිරීම මගින් තාප පතිකාර කිරීම මගින් දෘතාව 210 HB දක්වා වැඩි කරන අතරම 18% දිගු කිරීම පවත්වා ගනී (ASM ජාත් යන්තර 2024). මෙම සමතුලිතතාවය චක් රීය බර යටතේ වෙහෙසට ඔරොත්තු දීම අවශ් ය වන කර්න්ක්ෂාෆ්ට්, ගියර් සහ හයිඩ් රොලික් සංරචක සඳහා සහය වේ.
0.611.5% කාබන් අන්තර්ගතය සහිත වානේ 230+ බ් රිනල් දෘතාව සහ 100,000 psi ඉක්මවන ආතන්ය ශක්තිය ලබා ගනී. වෙළඳාම? දිගු කිරීම 12% දක්වා පහත වැටෙන අතර 1095 වැනි වර්ග ඩිනමික් බර පැටවීමට සුදුසු නොවේ. යෙදුම් මෙම ගුණාංග උත්තේජනය:
පංච් ප් රෙස් බ්ලේඩ් පිළිබඳ 2023 විශ්ලේෂණයකින් හෙළි වූයේ කාබන් වානේ 1060 ක් (0.60% C) චක් ර 50,000 කට පසු මිලිමීටර් 0.01 ක දාර විකෘතියක් පවත්වා ගෙන යන අතර පිරිවැය-කැපවීමේ අනුපාතය අනුව 27% කින් මෙවලම් වානේ 62 HRC කින් යුත් නිවා දැමීමෙන් පසු දෘතාවය නිසා රත් කිරීමේ අවශ් යතාවයකින් තොරව ලීට් සැකසුම් 19% කින් වේගවත් විය (නිෂ්පාදන පද්ධති සඟරාව).
විවිධ තාප පතිකාර ක් රම, එනම් නිවා දැමීම, තද කිරීම සහ රත් කිරීම කාබන් වානේ වල ශක්ති ගුණ වැඩි දියුණු කිරීමට උපකාරී වේ. අපි නිවා දැමීම ගැන කතා කරනකොට, සිදුවන්නේ උණුසුම් වානේ ඉතා වේගයෙන් සිසිල් වීමයි මේකෙන් මේ ශක්තිමත් මාටෙන්සිටික් ව් යුහය නිර්මාණය වෙනවා ලෝහය ඇතුලේ. ASM ජාත් යන්තරයේ 2023 දී සිදු කළ සමහර අධ් යයනවලින් පෙනී ගියේ ඉහළ කාබන් වානේ නිසි ලෙස නිවා දැමීමෙන් පසු 2000 MPa ට වඩා වැඩි ආතන්ය ශක්තියක් ලබා ගත හැකි බවයි. නිවා දැමීමෙන් පසු යකඩ නැවතත් සෙල්සියස් අංශක 300 සිට 600 දක්වා රත් කරන තද කිරීම සිදු වේ. මෙම පියවරෙන් ලෝහය අඩු බිඳෙන සුළු වන නමුත් එහි දෘ ness තාව බොහෝ දුරට නොවෙනස්ව පවතී, සාමාන් යයෙන් 85 සිට 90 දක්වා ප් රතිශතයක් පමණ. ඊට පස්සේ තියෙනවා රත් කිරීමේ ක් රියාවලිය වෙනස් විදියට. ඒකෙන් දේවල් අමාරු වෙනවට වඩා, ඒකෙන් වානේ මෘදු වෙනවා ඒක හෙමින් සිසිල් වෙන නිසා. මේ ක් රියාවලිය මගින් උපකාර වෙනවා ද් රව් යයට දිගු වෙන්න පුළුවන් ප් රමාණය වැඩි කරන්න කැඩෙන්න කලින්, ඒක ඉතා වැදගත් වෙනවා මධ් යම කාබන් වානේ කොටස් එක්ක වැඩ කරනකොට ඒවා හැඩගැස්සීම අවශ් ය වෙනවා ඒවා හදලා ඉවර වුණාට පස්සේ.
කාබන් වානේ නිවා දැමීමේදී, එය ඔස්ටෙනයිට් සිට අධි තෘප්තිමත් මාර්ටෙන්සයිට් බවට වෙනස් වේ, එමගින් එම දැල් කොටු විකෘති කිරීම් නිර්මාණය වේ නමුත් මෙහි ගැටලුවක් තියෙනවා මොකද මේ නව ව් යුහය කිසිසේත්ම ස්ථාවර නැහැ සහ ද් රව් යයේ අභ් යන්තර ආතතිය ගොඩනඟනවා එතනදි තමයි තද කිරීම ප් රයෝජනවත් වෙන්නේ, මොකද ඒකෙන් කාබයිඩ් නිසි ලෙස වැටීමෙන් මේ ආතතීන් අඩු කරන්න උදව් වෙනවා. 450C උෂ්ණත්වයේ පැයකට හෝ දෙකකට රත්කරන්න, කාබන් පරමාණු නැවත බෙදා හැරීමට පටන් ගනී, ස්ථාවර සිමෙන්ති අංශු නිර්මාණය කරයි. මෙම අංශු වලින් වානේ වල ශක්තිය වැඩි වෙනවා. ප් රතිඵලය? තද කළ මාටෙන්සයිට් ඉතාම පරිපූර්ණයි බීර වගේ දේවල් හදන්න, මොකද මේ උපකරණ වලට හොඳ ඇඳුම් ප් රතිරෝධයක් වගේම ඇත්තටම පාවිච්චි කරනකොට පීඩනය යටතේ බිඳීම් වලට ඔරොත්තු දෙන්න හැකියාව අවශ් යයි.
අද නිෂ්පාදකයන් කාබන් වානේ වලින් වඩා හොඳ ප් රතිඵල ලබාගන්නේ ඔවුන්ගේ සිසිලන ක් රියාවලීන් සියුම්ව සකස් කිරීමෙනි. මෙම දියුණු පද්ධති වලට තත්පරයට සෙල්සියස් අංශක 5 ක් පමණ සීතල වීමේ වේගය පාලනය කළ හැකිය, එය විශාල වෙනසක් කරයි. පැරණි පාසල් නිවා දැමීමේ ක් රමවලට සාපේක්ෂව මෙම නවීන ක් රම මගින් වඩාත් සියුම් ධාන් ය ව් යුහයන් නිපදවයි. ගෙවීම? ව් යුහාත්මක වානේ ප් රතිසංස්කරණය කිරීමෙන් පසු 12 සිට 15 දක්වා වැඩි ප් රතිදාන ශක්තියක් පෙන්නුම් කරයි. ගුණාත්මක පාලනය සඳහා, බොහෝ වෙළඳසැල් ASTM A255-20 මාර්ගෝපදේශ අනුගමනය කරයි. මෙය වාහන ගියර් සහ ගොඩනැගිලි සවි කිරීම් වැනි කොටස් වල ස්ථාවරත්වය පවත්වා ගැනීමට උපකාරී වේ. අන්තර්ජාලයට සම්බන්ධ ස්මාර්ට් තාප පතිකාර උදුනක් සමග සංයෝජනය කළ විට, මෙම වැඩිදියුණු කිරීම් අවසාන නිෂ්පාදනවල යාන්ත් රික අඛණ්ඩතාව අවදානමට ලක් නොකර ශක්ති පරිභෝජනය 20% කින් පමණ අඩු කරයි.
කාබන් වානේ වල යාන්ත් රික හැසිරීම ඇත්තටම සිදුවන්නේ විවිධ ද් රව් ය ලක්ෂණ අතර නිවැරදි සමතුලිතතාවය සොයා ගැනීමෙනි. කාබන් ප් රමාණය 0.6 සිට 1.5% දක්වා වැඩි වූ විට, අපි දකින්නේ ආතන්ය ශක්තිය හා දෘතාව දෙකම වැඩි වීමයි, නමුත් ඒ සමගම ආතන්යතාවයට විශාල පහරක් එල්ල වෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස අධි කාබන් වානේ ගන්න 1% ක පමණ කාබන් ප් රමාණයක් ඇති ඒවා සාමාන් යයෙන් 1500 MPa ට වඩා වැඩි ආතන්ය ශක්තියකට ළඟා වේ, නමුත් කැඩීමට පෙර දිගු වීමේ හැකියාව 10% ට වඩා අඩු වේ. මේ ප් රතිවිරුද්ධ බලපෑම සිදුවන්නේ කාබන් නිසා මේ දැඩි සිමෙන්තිට් ව් යුහයන් නිර්මාණය වීම නිසා ඒවා මූලික වශයෙන් ලෝහය තුල පරමාණු ගමන් කරන ආකාරය බාධා කරනවා. සමහරුන්ට මේ වන විටත් විවිධ ව් යුහයන් නිර්මාණය කිරීමේ පර්යේෂණවලදී බලාපොරොත්තු සුන් වන ප් රතිඵල ලැබී තිබෙනවා. නිෂ්පාදන ක් රියාවලියේදී ධාන් ය ප් රමාණය ප් රවේශමෙන් පාලනය කිරීමෙන් ඉංජිනේරුවන් ඉහළ කාබන් වානේ වල ආතන්යතාව 15% කින් වැඩි කිරීමට සමත් වී ඇත.
ශක්තිය වැඩි කරන එම සාධකම කැඩීමේ ශක්තිය අඩු කරයි:
භූ කම්පන ව් යුහය වැනි ගතික බර යෙදුම් වලදී මෙම බිඳවැටීම තීරණාත්මක වේ. නිෂ්පාදකයින් විසින් දැඩි කිරීම සඳහා තාප පතිකාර නිතර කිරීම අනුගමනය කරමින් 400600°C දී දැඩි කිරීමෙන් අර්ධ දෘ ness තාව යථා තත්වයට පත් කිරීමෙන් වන්දි ගෙවයි.
සුදන හැකියාව මාර්ටෙන්සයිට් සෑදීම සහ හයිඩ් රජන් කැඩීමේ අවදානම නිසා කාබන් අන්තර්ගතය සමඟ ප් රතිලෝම ලෙස සම්බන්ධ වේ. 0,3% ට වැඩි කාබන් ප් රමාණයක් සහිත වානේ සඳහා:
හයිබ් රිඩ් ලේසර්-ආර්ක් වෑල්ඩින් විසඳුමක් ලෙස මතුවෙමින් පවතින අතර, තාප බලපෑමට ලක්වූ කලාපයේ (HAZ) දෘ hard තාව උපරිම කර ගනිමින් 1045 කාබන් වානේ වල 95% ක ඒකාබද්ධ කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා
කාබන් වානේ වල ශක්තිය බර අනුපාතය නිසා අද දවසේ දේවල් හදන්න ගොඩක් වැදගත් වෙලා තියෙනවා. බොහෝ ව් යුහාත්මක අංගයන්, හරියට කොටු, කොලු සහ කොම්බිං වල තියෙන ශක්තිමත් කිරීමේ බාර්, ඇත්තටම රඳා පවතින්නේ අඩු කාබන් සහිත සහ මධ් යම කාබන් සහිත වානේ වල 0.05% සිට 0.3% දක්වා කාබන් ප් රමාණය මතයි. මෙම විශේෂිත පරාසය වඩාත් හොඳින් ක් රියාත්මක වන්නේ එය හොඳ වෑල්ඩින් ගුණාංග සඳහා ඉඩ සලසන අතර තවමත් බර බර යටතේ රැඳී සිටීමට හැකි බැවිනි. උදාහරණයක් විදියට ASTM A36 කාබන් ස්ටීල් එක ගන්න. මෙම ද් රව් යය බොහෝ අහස උසට ගොඩනැගිලි හා පාලම් වල කොඳු නාරටිය බවට පත් කරයි. ඒක කාලයත් එක්ක බිඳ වැටෙන්න නැතිව හැම ආකාරයකම ආතති වෙනස්කම් වලට මුහුණ දෙනවා. සහ ඉදිකිරීම්කරුවන් මෙම වානේ ව් යුහයන්ට ආරක්ෂිත ආලේපන ආලේප කරන විට, ඔවුන්ට අතිරේක ආරක්ෂක ස්ථරයක් ලැබේ මලකඩ හා විඛාදනයට එරෙහිව, එයින් අදහස් වන්නේ මෙම ව් යුහයන් දුෂ්කර කාලගුණික තත්ත්වයන් හෝ මුහුදු වෙර
මෝටර් රථ කර්මාන්තය මධ් ය කාබන් වානේ (0.30.6% කාබන්) සඳහා ප් රමුඛතාවය දෙයි. මෙම ශ් රේණිය ශක්තිය (550860 MPa yield ණ ශක්තිය) ප් රමාණවත් ලෙස මුද්දර සහ හැඩගැස්වීම සඳහා ආතන්යතාව සමඟ සමතුලිත කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, නිවා දමා තද කරන ලද 4140 වානේ ඉහළ උෂ්ණත්වයන් යටතේ මාන ස්ථාවරත්වය පවත්වා ගනිමින් එන්ජින් කොටස්වල චක් රීය ආතතීන්ට ඔරොත්තු දෙයි.
අධික කාබන් තෙල් (> 0.6% කාබන්) කපන මෙවලම්, පිහි සහ කාර්මික යන්ත් ර කොටස් ආධිපත් යය දරයි. 1095 වානේ වැනි ශ් රේණි තාප පිරියම් කිරීමෙන් පසු 6065 ක රොක්වෙල් සී දෘ ness තාව මට්ටමක් ලබා ගන්නා අතර එමඟින් නිරවද් ය යන්ත් රෝපකරණ සහ දීර් service සේවා කාලය ලබා ගත හැකිය. පහත සඳහන් අයදුම්පත් ඇතුළත් වේ:
කාබන් වානේ තෝරාගැනීමේදී කරුණු තුනක් සලකා බලන්න:
ශක්තිය හා දෘෂ්ටිය යන දෙකම අවශ් ය ව් යාපෘති සඳහා, මැද කාබන් වානේ දැඩි කිරීම සහ තද කිරීම මගින් දැඩි කිරීම බොහෝ විට ප් රශස්ත සමතුලිතතාවය සපයයි.
කාබන් වානේ වල ප් රධාන යාන්ත් රික ගුණ මොනවාද? කාබන් වානේ එහි කල් පවතින බව, හැඩගැස්වීමේ හැකියාව සහ ඇඳුම් පැළඳුම් ප් රතිරෝධය තීරණය කරන ආතන්ය ශක්තිය, ප් රතිදාන ශක්තිය සහ දෘ ness තාව මට්ටම් මගින් සංලක්ෂිත වේ.
කාබන් අඩංගු වීම වානේ වල ශක්තියට බලපාන්නේ කෙසේද? කාබන් ප් රමාණය වැඩිවීම සාමාන් යයෙන් ආතන්ය ශක්තිය වැඩි කරයි නමුත් ආතන්යතාව අඩු කරයි, වානේ වල සමස්ත ක් රියාකාරිත්වයට බලපායි.
කාබන් වානේ ශක්තිමත් කිරීමේදී තාප පිරියම් කිරීමේ කාර්යභාරය කුමක්ද? තාප පිරියම් කිරීම හා තද කිරීම වැනි තාප පිරියම් කිරීමේ ක් රියාවලීන් කාබන් වානේ වල ක්ෂුද් ර ව් යුහය පිරිපහදු කිරීමෙන් ශක්තිය හා දෘ ness තාව වැඩි කරයි.
කාබන් වානේ කාර්මිකව භාවිතා කරන්නේ කොහොමද? කාබන් වානේ පුළුල් ලෙස භාවිතා වන්නේ එහි ශක්තිය, ශක්තිය සහ බහුකාර්යතාව නිසා ඉදිකිරීම්, මෝටර් රථ නිෂ්පාදනය සහ මෙවලම් නිෂ්පාදනය සඳහා ය.
2025-01-03
2024-10-23
2024-11-15