Ган

Ган гэдэг нь төмөр ба нүүрстөрөгчийн механик хайлшийг нэрлэх ба түүнийг бүрдүүлэх үндсэн хэсэг нь төмөр бөгөөд түүний ширэмнээс ялгарах онцлог нь хэлбэржүүлэн боловсруулж болдог юм. Нүүрстөрөгч нь ган хайлшид хольцоор агуулагдах бөгөөд түүний агуулга нь 0.2 - 2.04% байна. Нарийвчилсан гангийн нэгдсэн тодорхойлолт байдаггүй, байдаг хэдэн тодорхойлолт нь өнөөдрийн техникт хэрэглэгдэж буй хайлшийн олон төрлөөс шалтгаалан яг тодорхой биш болсон. Хамгийн дөхүү тодорхойлолтонд (DIN EN 10020:2000-07) зааснаар гангийн хайлшинд байх нүүрстөрөгчийн агуулга нь 2,06 %-с бага байна (хромт ганд нүүрстөрөгчийн агуулга бага зэрэг илүү байж болно) гэж заасан байдаг. 

Энгийн хатууруулах боломжтой ганг ойролцоогоор 3500 жилийн өмнө зэвсгийн зориулалтаар хийж байсан байна. Өнөө үед түүний хэрэглээнээс хамааруулан олон янзын шинж чанартайгаар (жишээ нь: хэврэг, амархан зэврэх шинж чанар хэлбэржүүлэх байдал, гагнагдах боломжгүй) санал болгож байна. Ганц жишээ дурдахад европын холбооны гангийн бүртгэлд нийт 2500 гаруй гангийн төрөл бүртгэгдсэн байдаг байна. Дэлхий даяар жилдээ 1,6 тэрбум тонн ганг үйлдвэрлэж Bei: stahl-online.de. байгаа нь хамгийн их хэмжээгээр хэрэглэдэг металлд орж байна.

Тодорхойлолт
 Металлын хайлшинд байх төмрийн эзлэх хэмжээ нь бусад элементүүдээс харьцангуй их байхаас гадна түүнд байх хэрэглүүрт нүүрстөрөгчийн агуулга нь 2,45306 % хэтрэхгүй болон бусад нэмэлт элементүүд агуулсан хайлшийг ган гэнэ.

 Ангилал 

Ганг чанаржуулсан болон нүүрстөрөгчит ган гэж ангилдаг. Нүүрстөрөгчит ганд нүүрстөрөгчийн хэмжээ 0.1-1.3% байдаг. Бүх нүүрстөрөгчит ганг дөрвөн үндсэн шинжээр ангилдаг.  Нүүрстөрөгчийн агуулгаар, зориулалтаар, исэлгүйжүүлэлтээр, баталгаажилтын төрлөөр нь ангилна. Нүүрстрөгчийн агуулгаар нь бага (нүүрстөрөгч 0.1-0.3%), дунд (0.3-0.6%), их (0.6-1.3%) гэж ангилдаг. Харин нүүртөрөгчийн зориулалтаар нь ердийн зориулалтын ган, хийцийн ган, багаж хэрэгслийн ган гэж ангилна. Мөн нүүрстөрөгчийн баталгаажилтаар нь А (химийн найрлагын баталгаатай), Б (механик шинжээр баталгаажсан), В (хими, механик шинжээр баталгаажсан) гэж ангилдаг. Түүнчлэн нүүрстөрөгчийн исэлгүйжилтээр нь  тайван, хагас тайван, буцламтгай хэмээн 3 ангилна. Хийцийн ганг цементацлагдах (0.1-0.2%), сайжруулагдах ган (0.3-0.5), өндөр чанартай ган (0.5-аас дээш нүрстөрөгч агуулсан) гэж ангилдаг.

Зэврэлд тэсвэртэй ган

Энэ төрлийн ган нь агаар мандлын, хортой орчны нөлөөнд зэврэлтийг тэсвэрлэх чадвартай чанаржуулагч гангийн нэгдэл байдаг. 1913 онд Гарри Бреали (Harry Brealey) янз бүрийн хайлшийн шинж чанар, төрлийг судалж байгаад хромын агуулга өндөртэй гангууд хүчилтөрөгчид тэсвэртэй болохыг олж нээжээ. 
Химийн найрлага: Зэврэлд тэсвэртэй гангийн үндсэн чанаржуулагч элемент нь хром юм. (Cr12-20%) Хромоос гадна зэврэлд тэсвэртэй ганд дагалдах төмөр болон түүний хайлшууд (C, Si, Mn, S, P,) мөн ганд шаардлагатай физик, механик шинжийг нэмэгдүүлэх ба зэврэлийг тэсвэрлэх чадвартай (Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo) зэрэг элементүүдийг нэмж өгдөг. Энэхүү зэврэлд ордоггүй чадвар нь хромын агуулгатай шууд хамааралтай байдаг. Зэврэлд тэсвэрлэх чадварын шалтгаан нь хромыг агуулсан деталийн гадаргуу хортой орчинд хүчилтөрөгчтэй урвалд орохгүй нимгэн гадаргууг үүсгэдэгтэй  холбоотой. Энэ шинж чанар нь материaлын гадаргуугийн дотоод бүтцэд дотоод хүч, дефект байдаггүйтэй холбоотой юм. Нийлмэл чанаруулагч гангууд хүчлийн хүчтэй орчинд (хүхэр, давс, фосфор болон тэдний хольцын) Ni, Mo, Cu, Si-ын өндөр агуулгатай хэрэглэгддэг. 
Ангилал: Зэврэлд тэсвэртэй ганг химийн найрлагаар нь дараах байдлаар ангилдаг:
-хромын агуулгаар нь мөн дараах байдлаар ангилна. Та гангийн талаар судаарай.
+Мартенсит, 
+Мартенсит -Феррит,
+Феррит,
-Хром никелийн, 
+Аустенит,
+Аустенит-Феррит,
+Аустенит-мартенсит,
Аустенит-Карбид.
-Хром марганец никелийн, 
Мартенсит ба мартенсит -ферритын гангууд нь агаар мандлын, хортой орчны нөлөөнд маш сайн зэврэлтийг тэсвэрлэх чадвартай ба механик шинж чанар өндөртэй. Эдгээр гангуудыг хүнсний, химийн үйлдвэрүүдэд, хутга зүсэлтийн багажуудын чанарыг, сайжруулахад ашигладаг. 
Ферритын гангуудыг хүчилтөрөгчийн орчинд (Жнь: азотын хүчлийн уусмалд) аж ахуйн багаж техникуудад зориулж, хүнс, хөнгөн үйлдвэрийн зуухны бүтцэнд ашиглагддаг. Феррит-Хромын гангууд нь азотын хүчлийн орчинд зэврэлд маш сайн тэсвэртэй, хортой орчинд фторт устөрөгчийн, фосфорын хүчил, азотын хүчилд тэсвэртэй байдаг. 

Аустенитын гангууд 

Аустенитын бүлгийн гангийн үндсэн давуу талууд нь маш сайн нэгдмэл шинж чанарууд бат бөх, уян налархай, хортой орчинд тэсвэртэй ба маш сайн технологийн шинж чанартай. Иймээс аустенитын зэврэлд тэсвэртэй гангуудыг янз бүрийн салбарт гадаргууг бүрэх материал болгон маш өргөн хэрэглэдэг. 
Аустенит-Феррит ба аустенит мартенситын гангууд: 

Аустенит-ферритын гангууд: Энэ бүлгийг гангийн давуу тал нь аустенитын гангуудтай харьцуулахад никелийн агуулга багатай маш сайн гагнагддаг чадвартай. Аустенит-ферритын гангуудыг нисэх хүчин, машин үйлдвэрлэлд болон химийн салбарт түгээмэл хэрэглэдэг. Энэ төрөлд хамаарагддаг гангууд:
08Х22Н6Т,
08Х21Н6Т2Т,
08Х18Г8Н2Т. 

Аустенит-Мартенсит гангууд: Өндөр бат бөх чанартай, технологийн зэврэлд тэсвэртэй гангуудад орчин үеийн феррит ганг боловсруулж байна. Эдгээр гангийн төрлүүд:
07Х16Н6,
09Х15Н9Ю,
08Х17Н5М13. 

Төмөр никелийн ба никелийн үндсэн хайлшууд
Аустенитын гангуудыг зэврэлд тэсвэрлэх чадвартай хайлшуудыг хүхэр, хүчтэй хүчлийн орчинд химийн тоног төхөөрөмжинд өргөн ашигладаг. Энэ зорилгоор үндсэн төмөр никелийн хайлшийг 04ХН40МТДТЮ ба никель молибдены 470МФ хром никелийн ХН58В, хром никель, молибдены суурь үндсэнд хэрэглэдэг.   

Хромитын зэврэлд тэсвэртэйг гангуудыг гидравликийн процессын хаалт,  хөөлгүүрийн палатка, арматур, зсэгч багаж, уржин, аж ахуйн зүйлүүдэд өргөн ашиглана. 
Хром никелийн ба хром марганец никелийн зэврэлд тэсвэртэй гангуудыг аж ахуйн зүйлүүд, гал тогооны сав суулга хийхэд түгээмэл хэрэглэдэг.  

Харин аустенитын зэврэлд тэсвэртэй гангуудыг хортой нөхцөлд ажиллах тоног төхөөрөмжүүдийг, 350-800°С өндөр температурт ажиллах тоног төхөөрөмжүүдийг хийхэд өргөн ашигладаг. 

Дулаанд тэсвэртэй ган

Дулаанд батжилттай гангуудыг өндөр температурын орчинд (хайлах темпратурын 0,1 0,3) тодорхой цаг хугацаанд хэрэглэдэг. 
Шинж чанар: Дулаанд батжилтай чанар бол өндөр температурын нөхцөлд деформаци, эвдрэлд орохгүй байх чадвар юм. Дулаанд батжилттай үндсэн шинжүүд нь гулсамтгай чанар, удаан хугацаанд бат бөх байх чадвар байдаг. 
Гулсамтгай чанар: Тогтмол хүчний нөлөөгөөр тасралтгүй деформацид орох үзэгдлийг гулсалт гэнэ. Удаан хугацааны турш деталийг боловсруулахад (жил) гулсалтын хил зааг нь бага деформацид ордог болон үүсэх явцдаа удаан хугацааны ачаалал даах чадвартай байх ёстой байдаг. Харин удаан хугацаанд бат бөх байх чадвар нь температурын нөлөөнд удаан хугацаанд эвдрэхгүй байх чадвар юм. Өөрөөр хэлбэл тодорхой температурт ган гадны хүчний нөлөөгөөр тодорхой цаг хугацааны дараа эвдэрдэг чанар юм. Химийн найрлагын хувьд бол дулаанд батжилттай гангууд хайлшийн үндсэн компонент хайлах температур 1-рт тодорхой байх. Дараагийн байранд чанаржуулагч, зүсэгдэх чадвар, илчин боловсруулалт, хайлшийн бүтцийн найрлагыг тодорхойлох байдаг. Өндөр чанаржуулсан дулаанд батжилттай гангуудыг янз бүрийн чанаржуулагч системээс хамаарч дараах байдлаар ангилдаг: феррит, мартенсит (20Х13, 50Х13), мартенсит-феррит 15Х12ВН14Ф. Уурын зуухны тоног төхөөрөмжинд удаан хугацаанд 500-800°С температурт перлитын ган зөвшөөрөгддөг. Молибдены дотор температурыг өсгөж ферритын рекристалаци ба дулаанд бат бөх чанар нь өсдөг. Дулаанд тэсвэртэй гангууд нэгэн томоохон хэсэг нь температурын өсөлтөнд явагддаг ба янз бүрийн нэмэлт чанаржуулагчтай хром никелийн, хром марганецын аустенитын гангууд байдаг. Гомоген системийн хувьд аустенитын гангууд хатуу уусмалын чанаржуулагчаар хангагдсан дулаанд бат бөх чадвартай байдаг. Дулаанд тэсвэртэй ган бол 550°С-аас дээш температурт хийн орчинд гадаргуун зэврэлд тэсвэртэй чанартай гангууд ба ачаалал даахгүй эсвэл багахан ачаалалд боловсруулдаг. Шинж чанарын хувьд дулаанд тэсвэртэй гангууд нь өндөр температурд  исэлдэлтийг тэсвэрлэх чадвартай байдаг. Дулаанд тэсвэртэй байх энэ чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд гангийн бүтэц, найрлагыг өөрчлөх, чанаржуулагч элементүүдийг нэмж өгдөг. Гангийн найрлаганд шаардлагатай хром эсвэл цахиурыг оруулсаны үр дүнд хүчилтөрөгч (төмрийн оронд хүчилтөрөгч) үүсдэг. Исэлдэх процессын үр дүнд гадаргууд нь хром эсвэл цахиурын үндсэнд шигүү оксидууд үүсдэг. Эдгээр оксидуудаас үүссэн нимгэн давхарга исэлдэх процессын дараа саад болдог. Зэвэрдэггүй гангийн жишээ: X5CrNi18-10 үүний 
 X-зэвэрдэггүй гангийн тэмдэглэгээ
 5/100=0,05% нүүрстөрөгчийн дундаж агуулга
 CrNi хайлшны агуулга дахь үндсэн элементүүд (Cr>Ni)
 18-10 хайлшинд эзлэх хэмжээ %
 Хром 18%, Никель 10%
Дулаанд тэсвэртэй гангуудыг нилээд олон бүлэгт хуваадаг: Ферритын бүлгийн хромын гангууд, мартенситын бүлгийн хром цахиурын гангууд, аустенит-ферритын бүлгийн  хром никелийн гангууд, хром никелийн аустенитын бүлгийн гангууд хэмээн ангилна. Ферритын бүлгийн хромын гангууд: 15Х25Т, 15Х28 20С-аас багагүй эксплуатацийн темературт гагнасан тоног төхөөрөмж бэлтгэхэд, дулаан дамжуулах багаж хэрэгсэл, хоолой, хортой орчин ажилах багаж тоног хэрэгслийг бэлтгэхэд хэрэглэдэг. Мартенситын бүлгийн хромын гангууд: Жнь 40Х10С2М нисэх онгоцны, авто машины хөдөлгүүрийн хавхлаг ба тракторын диель тлшийн хөөлгүүрийг , хөдөлгүүр бэхжүүлэгч деталийг хийхэд ашигладаг. Аустенит -ферритын бүлгийн хром никелийн гангууд: 20Х23Н13 бага ачаалалд өндөр температурд деталтийг хийххэд ашигладаг. Дулаанд тэсвэр нь 900-1000С хүртэл байдаг. Аустенитын бүлгийн хром никелийн гангууд:10Х23Н18, 20Х25Н20С2 агаар болон нүүрстөрөгчийн атмосферийн дор 1000-1100С хүртэл температур хүртэл ажилладаг  зуухны еталийг, арматурын хоолойнуудыг, ялтас хэлбэрийн еталийг хийхэд ашигладаг. 

Чанаржуулагч гангууд:

Чанаржуулагч ган бол шаардлагатай физик, механик шинжийг гарган авах зориулалагдсан тодорхой хэмжээгээр гангийн дотор хольцоос гаднахр элементүүдийг агуулдаг ган юм. Эдгээр элементүүдийг чанаржуулагч элемент гэнэ. Тэмэглэлгээ: чанаржуулагч гангууыг гангийн найрлагын барагцаагаар харуулах цифр болон үсгээр тэмдэглэдэг. Үсэг нь гангийн найрлаганд орсон чанаржуулагч элементийг харуулдаг. Үсгийн ард байх цифрүүд бол элементийн дундаж агуулгыг процентоор илэрхийлсэн байдаг. Хэрвээ элемент 1%-аас бага агуулгатай байвал үсгийн ард тоо тавигдахгүй. Эхний 2 цифр нь ганд агуулагдах нүүрстөрөгчийн агуулгыг процентын долийг 100%-аар үзүүлдэг. Хэрвээ 1 цифр байвал  нүүрстөрөгчийн агуулгыг процентын долийг 10%-д байдаг. Тэмдэглэлийн өмнөх нэмэлт тэмдэг: Р-хялбар зүсэгддэг, Ш-мөхлөгт эргэвч үүнээс гадна: 
Мөхлөгт эргэвч ганд хромын агуулга процентын долиор Жнь (Cr0.4%)  
Хялбар зүсэгддэг гангийн бичиглэлийн ард Р-вольфрамын агуулга В% ба бүх хялбар зүсэгддэг ганд дах хромын агуулга 0,4% байдаг. А, В үсэг нь дунд байгаа нь гангийн тэмдэг азотын агуулга харин төгсгөлд нь өндөр чанартай ганг үзүүлдэг. ган 18ХГТ -(0,18%, 1Cr, 1Mn, ойролцоогоор 0,1Т).        35ХН3МФА -(0,38%, 1,2-1,5Cr, 3Ni, 0.3-0.4Mo, 0.1-0.2V).                30XГCA- (0,30%, 0,8-1,1Cr, 0.9-1.2Mn, 0.8-1.25Si).     0.3X13AГ19 -(0,03%, 13Cr, 0.2-0.3N,  19Mn).   Өндөр чанаржуулсан гангийн тоог элементийн массын долиоор нь ард нь биш урд нь тавьдаг.

 Эшлэл 

 Гадаад холбоос 

 Extensive picture gallery of iron and steel production methods in North America and Europe. In German and English.
 International Iron & Steel Institute (IISI)
 Iron & steel industry news and information portal
 Online steel education source by MATTER and Liverpool University


Ангилал:Хайлш