1- amaliy mashg‘ulot temir tsementit xolat diagrammasi. Po'latlarga termik ishlov berilganda po'latlarning strukturasiga va xossalariga ta'sirini o'rganish Po'latlarga kimyoviy-termik ishlov berishni o'rganish. Temir-sementit Fe-Fe

Bolg`alanuvchan chóyanlar
Biz yuqorida muvozanat holatidagi temir - uglerod qotishmalarini strukturasiga va kimyoviy tarkibiga kóra klassifikatsiyaladi. Aytdikki hamma temir uglerod qotishmalari uglerod miqdoriga qarab ikkita katta guruhga bólinadi dedik. Demak chóyanlarda uglerod miqdori 2,14% kóp bólar ekan. Lekin uglerod chóyanlarda qattiq eritma holatida, kimyoviy birikma holatida hamda, sof - grafit holatida uchrashi mumkin. Sementit chóyanga yaltiroq tus beradi. Shuning uchun asosiy uglerod strukturada kimyoviy birikma holatida bólsa, bunday chóyanlar oq chóyanlar deb ataladi. Agar uglerod chóyanda sof - grafit holatida bólsa, bunday chóyan rangi kulrang bóladi. Shuning uchun bunday chóyanlarni nomini kulrang chóyan deb ataladi. Lekin, uglerodni chóyan strukturasida sof - grafit holatida bólishi uning mexanik xossalarini beqaror ózgartiradi. Chóyanlarda grafit xususiyatini parchalash natijasida paydo bóladi va asosan u ajralish yuzalariga yoyiladi. Demak, sementitni grafitga parchalash va grafit formasi chóyan xossalari belgilaydi. Shuning uchun ajralish yuzalarida yoyilayotgan grafit formasi uni hosil q?ilish usullariga qarab mashinasozlik chóyanlarini 3 guruhga bólish mumkin: kulrang, yuqori mustahkamlikka ega bólgan sharsimon fafitli hamda bog`lanunchan chóyanlar. Oq chóyanlardagi sementitni sof grafitga parchalash protsessiga grafit hosil qilish protsessi deb ataladi. Umuman olganda chóyanlarda stabil faza - grafitni hosil qilish tóg`ridan-tóg`ri suyuq (qattiq) qotishmadan ajratish mumkin yoki sementitni yonida stabil grafit fazapi hosil qilinganda temir-uglerod holat diagrammasida bir necha gradus temperatura farqi bilan faza ózgarish chiziqlariga parallel chiziqlar hosil qilinadi, ya'ni metostabil temir-uglerod diagrammasi hosil bóladi. Lekin suyuq fazada (yoki austenitda) grafit hosil bólishiga qaraganda metostabil sementitni hosil bólishi osonroq. Grafit juda sokinlik bilan sovutilgandagina hosil bólishi mumkin. Shuning uchun, juda sekin sovutilganda (austenitda) ham grafit ajralib chiqib ferrit bilan mexanik aralashma hosil qilishi mumkin. (A-> F+G). Kulrang chóyanlarda asosan fafit suyuq fazani kristallanishi natijasida hosil bóladi.
Austenitdan parchalanayotgan grafit mustaqil ajralmasdan, balki qóshimchalar ustida hosil bóladi. Sementit strukturasiga ega bólgan chóyanni uzoq va yuqori temperaturada qizdirilsa, sementitni fafitga parchalanishi mumkin. Chóyanni yuqori temperaturaga qizdirilgandan avaal sementit tóla austenitda erishi kerak, ya'ni gomogen austenit fazasimi hosil qilish kerak. Ana shundan keyin asta-sekin sovutilsa avval A->A.+G sóngra A"+G-^F+G hosil bóladi. Bunda grafit fazasini ósishi austenit-grafit chegarasidagi uglerod atomlarini diffuziyalanishi orqali bóladi. Shu bilan bir qatorda temir atomlari ham ugleroddagi diffuziya orqali ajraladi, bu ham óz navbatida fafitni ósishiga olib keladi. Evtektoid temperaturasidagi pastdan fafitni ajralib chiqishi ham xuddi yuqorida kórilgan mexanizmiga bóysunadi, lekin bunda fafit ferrit-fafit chegarasidagi ferritdan fafitga qarab diffuziyalanadi va ferrit esa fafit fazasidan ajraladi.Shunday qilib fazalar qayta taqsimlanib ferrit-fafit mexanik aralashmasini hosil qiladi.
Kulraig chóyan umuman olganda temir, kremniy, uglerod uchlamchi sistemaga mansubdir, lekin bu elementlardan tashqari albatta marganes, fosfor va oltingugurt kabi qóshimchalar bóladi. Kulrang chóyanlarga qarab hamma uglerod yoki uning aksariyatini kóp qismi sof fafit holatida bóladi. Kulrang chóyanlarni strukturasini xarakterli tarafi shundan iboratki, fafit yoyilgan plastinkasimon, kóndalang kesimda chuvalchangsimon shaklda bóladi. Kulrang chóyanlarda uglerod miqdori qancha kóp bólsa, uning shuncha mexanik xossalari past bóladi. Shuning uchun amalda asosan evtektikadan oldingi (2,4-3,8% C) chóyanlar qóllaniladi. Umuman chóyanlarda uglerod miqdori 3,8% oshmaydi. Lekin agar chóyanda uglerod miqdori 2,4% kam bólsa, uning suyuq holda oquvchanligi yomon bóladi.
Chóyanni mexanik xossasi uning strukturasiga bog`liq, asosan fafit, miqdori va formasiga bog`liq. Chóyanni temir matritsaga ega bólgan kesiklardan iborat bólgan pólat deb qarash mumkin. Bunday kesiklar (podrezlar) materialning metall asosini mustahkamligini kamaytiradi. Shuning uchun mexanik xossalar kesik miqdori, ólchamlari (geometriyasi) va matritsada taqsimlanish xarakteriga bog`liq bóladi, demak shuncha bir - biridan ajralgan holda bóladi, chóyanni mexanik xossasi yuqori bóladi. Katta tóg`ri chiziqli yirik fafit tóplamlari metall asosida kóproq hajmni agallaydi, demak chóyan xossalari past bóladi. Grafit plastinkalari chóyanning chózilishiga bólgan mustahkamligini kamaytirali, ayniksa plastikligini kamaytiradi. Metall asosini qanday strukturaga ega. Bólishidan qat`iy nazar kulrang chóyanlarni nisbiy chózilishi 0 ga teng yoki juda kam (<0,5%) bólali. Siqilishdagi mustahkamlikka va qattiqlikka grafitni ta'siri kam, asosan metall matritsani strukturasiga bog`liq. Lekin chóyan siqilishga sinalganda anchagina deformatsiyalanadi va yemirilish yónalishi chiziqlari 45°ni tashkil qiladi. Yemirilish kuchlanishi, chóyan siqilishiga sinalganda, chózilishdagi yemirilish kuchlanishidan qariyb 3,5 barobar oshiq bóladi. Shuning uchun chóyanlar konstruksiyalarda siqilishga ishlashni móljallash kerak. Chóyan egilishiga ishlayotganda ham grafit plastinkalari chózilishdagiga qaraganda kamroq ta'sir qiladi, chunki egilishda namunaning bir qismi siqilishga ham ishlaydi. Egilishdagi mustahkamlik chózilish va siqilishdagi mustahkamliklar orasida turadi. Kulrang chóyanlarning qattiqligi НВ=143-255 (1430-2550 MPa). Grafit metall matrisani bir butunligini buzganligi uchun, chóyanlarda har xil tóplangan kuchlanishlar ta'sirini kamaytiradi. Masalan yemirilishga yuza nuqsonlar, darzlar buyinchalarni ta'siri kamayadi. Shuning uchun detalni mustahkamligiga detal konstruksiyasi (geometriyani murakkabligiga) ta'siri kam bóladi. Chóyandagi grafit ishqalanishdan yuzlariga oson kóchganligi uchun ishqalanishga yaxshi ishlaydi, ya'ni grafit quruq moylovchi rolini óynab, detalni yemirilishini kamaytiradi.
Kulrang chóyanlar strukturasiga kremniy katta ta'sir kórsatadi. Shuning uchun muvozanatdagi strukturani analiz qilishda uchlamchi diagrammadan MP-5GS foydalanish kerak. Umuman kulrang chóyanlarda grafitni miqdori 1,2-3,5% bóladi. Chóyanda qancha kremniy kóp bólsa, evtektoid temperatura intervali shuncha yuqoriroq bóladi. Kremniy qóshilganda uglerodni temirda erishi kamayadi, natijada austenit oblastini mavjudlik kengligi kamayadi, ya'ni hamda E nuqtalar chap tarafga qarab suriladi. Bundan tashqari kremniy evtektik qotishmada uglerodni miqdorini kamaytiradi, ya'ni har bir protsent kremniy evtektikidagi uglerod miqdorini 3% ga kamaytiradi. Natijada S nuqta ham chapga qarab suriladi.
Masalan kremniy elementi qóshilmagan chóyan uchun evtektik nuqtaga 4,3% C tóg`ri kelsa, chóyanga 4% kremniy qóshilsa, eptektik nuqtaga mos keladigan uglerod miqdori 3,1% ni tashkil qiladi. Demak evtektikadan uglerod qancha kam bólsa, chóyanda shuncha uglerod sof grafit holatida bóladi. Albatta chóyanlarni real sharoitda sovutganimizda hosil bólayotgan fazalar holat diagrammasidagi fazalardan farq qiladi. Real sharoitdagi chóyanlarda hosil bólgan quymalar, chóyanni kimyoviy tarkibiga bog`liq, ya'ni uglerod va kremniy miqdoriga va kristallanish sharoitiga bog`liq bóladi. Kremniy grafitga parchalanish jarayonini osonlashtiradi, ya'ni sovutish tezligini kamaytirish bilan ekvivalentdir. Shuning uchun chóyanda bir tarafdan kremniy miqdorini ózgartirish bilan, ikkinchi tarafdan sovutish tezligini boshqarish bilan har xil metall asosidagi strukturaga ega bólgan chóyanlarni olish mumkin bóladi.
Real sharoitda strukturada uglerodning qanday holatda bólishga qarab chóyanlar quyidagacha bólishi mumkin:
1. Uglerod butunlay sementit holatda bólsa, bunday chóyanlarga oq deb ataladi. Bunday
chóyanlar strukturasi - perlit, ledeburit va sementitdan iborat bóladi.
2. Strukturada uglerodni kóproq qismi (-0,8%) sementit holatida bólib, qolgan qismi esa grafit holatida bólsa, bunday chóyanlar yarim oq chóyanlar deb ataladi. Bunday chóyan strukturasi - perlit, ledeburit va plastinkasimon grafitdan iborat bóladi.
3. Agar matritsa strukturasi, ya'ni temir asosan faqat perlitdan iborat bólsa, bunday chóyanlar perlitli kulrang chóyan deb ataladi. Uning strukturasi perlit va grafitdan iborat bóladi. Perlit tarkibiga uglerod (0,7-0,8%) holatida bóladi.
4. Agar matritsa ferrit va perlitdan iborat bólsa, ferrit perlitli kulrang chóyan deb ataladi. Bunday chóyanlarda kimyoviy bog`langan holda uglerodni 0,7% dan to 0,1% gacha bólishi mumkin.
5. Ferritli kulrang chóyanlar strukturasi ferrit va grafitdan iborat bóladi. Shuning uchun uglerod hammasi grafit holatida bóladi.
Uglerod va kremniyni aniq bir tarkibida grafit parchalanishi qancha sekin sovutilsa shuncha tóla bóladi. Ishlab chiqarish sharoitida buni detalni kalinligini hisobga olish usuli bilan boshqarish mumkin. Agar detal qancha yupqa bólsa, shuncha tez soviydi, demak grafitga tóla parchalanish uchun bundan detal materiali tarkibida kremniy miqdorini oshirish kerak. Chóyanlarda marganes miqdoriga 1,24-1,4% dan oshmasligi kerak. Chunki marganes grafitda parchalanishni qiyinlashtiradi va aksincha oq chóyan strukturasini hosil bólishini mayinligini oshiradi. Shuningdek oltingugurt ham grafit hosil bólishini qiyinlashtiradi, hosil bólgan grafit donachalarini (plastinkalarini) óstirishga yordam beradi. Shuning uchun oltingugurt miqdori 0,1-0,2% dan oshmasligi kerak.
Oltingugurt temir, marganes elementlari bilan sulfidlarni hosil qilib (GE5, MP5) sulfidlar esa temir bilan past temperaturali evtektik mexanik aralashmalarni hosil qiladi. Kulrang chóyanlarda fosforni miqdori umuman 0,2% dan oshmaydi. Lekin fosfor grafit hosil bólish jarayoniga ta'sir kórsatmaydi. Ba'zi bir naytda fosforni miqdorini ataylab 0,4-0,5 gacha ataylab oshirishadi, chunki bunda chóyan strukturasida evtektik mexanik aralashma (Fe₂P+austenit) hosil bóladi, oq chóyanlarda esa uchlamchi evtektik mexanik aralashma hosil bóladi (Fe₃C+ Fe₂P+austenit). Bunday evtektikani hosil bólishi chóyanning suyuq holda oquvchanligini yaxshilaydi. Chóyanni antifriksion xossalari metall asos strukturasiga bog`liq, ya'ni perlit va ferrit nisbatiga bog`liq hamda grafit miqdori va formasiga bog`liq. Bunday chóyanlarga qóyiladigan talablar albatta birinchidan kam yoyilishi kerak, ikkinchidan ishqalanish koeffisienti ham kichik bólishi kerak.
Antifriksion chóyanlar AЧ deb belgilanadi va quyidagi markalarda bólishi mumkin: AЧС . 1(3,2-3,6%; 1,3 - 2,0%3; 0,6 - 1,2 Mp; 0,15~0,3%R; <0,12%) ЧАС - 2, ЧАС-3.
ЧАС - 1 va ЧАС - 2 perlit asosdagi chóyanlar toblangan yoki normallangan pólatdagi qilingan vallar bilan birga ishqalanish juftlarida yaxshi ishlash; ЧАС - 3 chóyanlari toblanmagan vallar bilan ham yaxshi ishlaydi.
Fosfor miqdori ataylab kópaytirilgan (0,3-0,5%) perlit asosdagi chóyanlardan porshen halqalari yasaladi. Bunday chóyanlar ishqalanishga bardoshligi yaxshi bóladi, chunki perlit asos mayda bólib, grafit fazasi fosfor evtektikasi ajratib turadi. Yuqori mustahkamlikka ega bólgan sharsimon grafitli chóyanlar ozgina ishqoriy metallar qóshib olinadi. Kópincha 0,30-0,07 % magniy qóshib olinadi. Qolgan elementlarni miqdori bilan bu chóyan kulrang chóyandan farq qilmaydi. Magniy ta'siri ostida chóyandagi grafit sharsimon formaga ega bóladi. Sharsimon grafit hajmi chóyanda ózgarmagan solishtirma yuzasi kam bóladi. Grafit sharsimon bólganligi uchun ichki kuchlanishlari tóplanishiga yól qóymaydi. Sharsimon grafitga ega bólgan chóyanlar yuqori mexanik xossa ega, hattoki quyma uglerodli pólat xossalariga yaqinlashadi. Lekin shu bilan bir qatorda bunday chóyanlar suyuq holda oquvchanligi saqlanib qoladi, yaxshi kesib ishlanadi, tebranishlar yutish xususiyatiga ega, ishqalanib yemirilishga bardoshligi katta.
Bunday chóyanlarni odatdagi tarkibi 2,7 - 3,7% C, 1,6-2,7% 81, 0,5-0,6%, 1^|?0.10%? R<0,1%. Yuqori mustahkamlikka ega bólgan chóyanlar ВЧ harflari bilan belgilanib, undan keyingi son bilan chózilishdagi mustahkamligini kórsatadi. Orada tere qóyilib prosent hisobida nisbiy chózilishi kórsatiladi. ВЧ50-2, ВЧ60-2, ВЧ70-3, ВЧ80-3. Agar metall asos perlit bilan ferritdan iborat bólsa, nisbiy uzayish ancha ortadi. ВЧ45-5; ВЧ38-17; ВЧ42-12 (ferrit asosli). Ichki termik kuchlarni olish uchun termik ishlov beriladi.
Yuqori mustahkamlikka ega bólgan chóyanlar quyma holda sanoatda keng qóllaniladi. Masalan avtomobil va dvigatellarni tirsakli vallari tayyorlanadi. Korpusli detallar, prokat stanoklarining detallari va xokazo detallar tayyorlanadi. Kimyo va neft sanoatida korpusli detallarni yasashda kóp ishlatiladi. Yuqori mustahkamlikka ega bólgan chóyanlardan tirsakli vallar yasalganda struktura donachali perlit qilib olinadi, chunki bunda mexanik xossalar yaxshi bóladi. Strukturada donachali perlit olish uchun chóyanga maxsus termik ishlov beriladi, ya'ni 600°C da qizdiriladi va bir ozdan sóng temperatura 725°C gacha qizliriladi va shu temperaturada uzoq vaqt ushlab turiladi.