Բարձր արագությամբ պողպատը (HSS) ներկայացնում է զգալի առաջխաղացում մետալուրգիական ճարտարագիտության ոլորտում, առաջարկելով բացառիկ կարծրության պահպանում բարձրացված ջերմաստիճանում: Այս մասնագիտացված համաձուլումը գտել է դիմումներ ավանդական կտրող գործիքներից, ներառյալ բարձրորակ խողովակաշարային համակարգերը, որտեղ պահանջվում է ծայրահեղ մաշվածության դիմադրություն եւ ջերմաստիճանի կայունություն:
Բարձր արագությամբ պողպատի պատմական զարգացում
Բարձր արագությամբ պողպատի ծագումը կարող է հայտնաբերվել 19-րդ դարի վերջին, երբ արտադրության պահանջները սկսեցին գերազանցել ածխածնային պողպատե գործիքների հնարավորությունները: 1898 թ.-ին ամերիկացի ինժեներներ FW Taylor- ը եւ M. White- ը մշակեցին առաջին HSS- ը `մինչեւ 18% վոլֆրամի մեջ ներառելով պողպատե համաձուլվածքներ, ստեղծելով այն, ինչ այնուհետեւ կոչվում էր« ինքնահարդյունավետ պողպատ »:
Այս հեղափոխական նյութը, որը ունակ է պահպանել 30 մ / րոպե կտրող արագությունը (համեմատած ածխածնի պողպատի 5 մ / րոպե), որը դեբյուտ է 1900-ին Փարիզի աշխարհի տոնավաճառին, նշելով շրջադարձային կետ արդյունաբերական արտադրական հնարավորություններում:
Պատերազմական նորամուծություններ
Առաջին աշխարհամարտի տարիներին գերմանական մետալուրգիստները մշակեցին կոբալտ պարունակող HSS տարբերակներ (ինչպիսիք են T15) ջերմային դիմադրությամբ մինչեւ 600 ° C տանկի բաղադրիչի արտադրության համար: Ավելի ուշ, Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի տարիներին, ԱՄՆ-ն ռահվիրավորեց մոլիբդենի վրա հիմնված HSS (M-Series) `վոլֆրամի պակասի անկման համար:
Առաջին միջազգային ստանդարտացումը եկավ 1942 թ. 1950-ից առաջ շարունակական բարելավումները հանգեցրել են այսօր առկա բարձրորակ HSS նյութերի:
Բարձր արագությամբ պողպատի դասակարգում եւ կազմ
Բարձր արագությամբ պողպատը դասակարգվում է երեք հիմնական տիպի, հիմնվելով համաձուլման տարրերի վրա.
Վոլֆթենի վրա հիմնված HSS (W-Type / T տիպի). Պարունակում է 12-19% վոլֆրամ եւ 0.7-0.8% ածխածնի, գերազանց կարմիր կոշտությամբ (HRC 53-55 պահպանում 600 ° C ջերմաստիճանում)
Molybdenum- ի վրա հիմնված HSS (M-Type). Պարունակում է 5-10% մոլիբդեն, 1% ամսով համարժեք հատկություններ տրամադրելով 1.5-2% w
Tungsten-Molybdenum Composite HSS. Հատկություններ A W: Mo հարաբերակցությունը 1: 1.5-2.0, առաջարկելով հավասարակշռված մաշված դիմադրություն եւ ազդեցության կոշտություն
Հիմնական խառնուրդային տարրեր եւ դրանց գործառույթներ
HSS- ն իր բացառիկ հատկությունները բխում է համաձուլման տարրերի ճշգրիտ հավասարակշռությունից.
Ածխածնի (գ). Տատանվում է 0.7% -ից մինչեւ 1,65%, որոշելով հավասարակշռությունը կարծրության եւ կոշտության միջեւ
Վոլֆրամը (W). Սովորաբար 5-18% -ը նպաստում է կարծրության եւ դիմադրության կոչին
Molybdenum (Mo). Հաճախ 5-10% M-Type HSS- ում բարելավում է կարբիդի բաշխումը եւ ուժեղացնում է կոշտությունը մոտավորապես 30% -ով
Chromium (CR). Հետեւողականորեն 3,8-5.0%, ուժեղացնում է կոռոզիոն դիմադրությունը եւ բարձր ջերմաստիճանի կայունությունը
Վանադիում (V) եւ կոբալտ (CO). Ավելացված է մասնագիտացված հատկությունների համար, ներառյալ նուրբ հացահատիկի կառուցվածքը եւ ուժեղացված տաք կարծրությունը
Հատկություններ եւ կատարողականի ստանդարտներ
Բարձր արագությամբ պողպատը հասնում է 60 HRC- ի եւ վերեւից կարծրության արժեքներին, միաժամանակ պահպանելով բարձրորակ ջերմաստիճանում ծավալային կայունությունը: Այս համադրությունը դա իդեալական է դարձնում ջերմային սթրեսի ներքո պահանջվող դիմումները, որոնք համապատասխան են բարձր արագությամբ գործիքների steels- ի ASTM ստանդարտներին:
Մասնագիտացված խողովակաշարերի բաղադրիչներին դիմելու դեպքում HSS- ն առաջարկում է նշանակալի առավելություններ սովորական ածխածնի պողպատից կամ չժանգոտվող պողպատից բարձր մաշվածության, բարձր ջերմաստիճանի միջավայրերում, ինչպիսիք են OCTG (նավթային խողովակային ապրանքներ) դիմումները եւ նավթաքիմիական մշակումը:
M-Type ընդդեմ T տիպի HSS- ի առեւտրային նշանակություն
M-Type HSS- ը գերակշռում է շուկայի մոտավորապես 85% -ը `իր ծախսերի արդյունավետության պատճառով. Սովորաբար 30% -ով ավելի թանկ է, քան համարժեք T տիպի դասարանները: Այս գնի առավելությունը բխում է մոլիբդենիի ունակությունից, որը պետք է համադրելի ներկայացում տվող բարձրացում տոլիստենին համաձուլման տարրերի քաշի վրա:
Ծրագրեր առաջադեմ խողովակաշարերում
Չնայած ավանդաբար կապված գործիքների հետ կապված, HSS տեխնոլոգիան հարմարեցված է մասնագիտացված խողովակաշարերի բաղադրիչների համար, որտեղ ծայրահեղ պայմանները անհրաժեշտ են վերադաս մետալուրգիական հատկություններ.
Հորատանցքերի հորատման բաղադրիչներ. HSS-Sined API 5DP փորված խողովակների միացումներ HPHT- ում (բարձր ճնշման բարձր ջերմաստիճան) Ուելս
Հագուստի դիմացկուն գծի խողովակների հատվածներ. Հղկող մորթուց տրանսպորտի համար `համապատասխանեցված API 5L բնութագրերի
Հոկտեմբերին մասնագիտացված միացումներ. Թրթուրային շրջակա միջավայրում կապի ամրության բարելավման համար (NACE MR0175 Համապատասխան)
Բարձր ջերմաստիճանի գործընթացների խողովակաշարերի բաղադրիչներ. Հանդիպում ASTM A106 դասարանի C- ի փոփոխված պահանջները ջերմաստիճանի ուժեղացման միջոցով
Ապագա զարգացումները
Մետալուրգիական հետազոտությունները շարունակվում են բարելավել HSS կոմպոզիցիաները մասնագիտացված խողովակաշարային ծրագրերի համար: Ընթացիկ զարգացումները կենտրոնանում են ծայրահեղ սպասարկման միջավայրի համար կոբալտ պարունակող դասարանների օպտիմալացման վրա եւ ճշգրիտ արտադրության տեխնիկայի միջոցով խառնուրդային տարրերի քանակը նվազեցնելու վրա:
Քանի որ նավթի եւ գազի արդյունաբերությունն ուսումնասիրում է ավելի ու ավելի դժվար ջրամբարներ, բարձրորակ HSS բաղադրիչների պահանջարկը `քննադատական OCTG եւ Line խողովակների ծրագրերում, շարունակում է աճել, վարում է նորամուծություն այս բազմակողմանի նյութի կատեգորիայում:
