5- amaliy mashgulot. Termik ishlashining po‘lat tuzilishiga va mexanik xossalariga ta’sirini o‘rganish

5- AMALIY MAShGULOT. TERMIK IShLAShINING PO‘LAT TUZILIShIGA VA MEXANIK XOSSALARIGA TA’SIRINI O‘RGANISh
Umumiy ma’lumot. Ma’lumki, po‘lat zagotovkalarni termik ishlashda ularni zarur xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlangach, turli tezlikda sovitiladi. Bunda ularning kimyoviy tarkibi o‘zgarmasa ham tuzilishi o‘zgarishi xisobiga mexanik va texnologik xossalari o‘zgaradi. A. A. Bochvar tasnifiga ko‘ra termik ishlash 1-xil yumshatish, 2-xil yumshatish, toblash va bo‘shatishlarga ajratiladi. 1-xil yumshatishda fazada o‘zgarishlar bormaydi. Bu xil yumshatishlarga diffuzion, qayta kristallanish va ichki zuriqish kuchlanishlarini kamaytirish uchun olib boriladigan yumshatishlar kiradi. 2- xil yumshatish faza o‘zgarishlar bilan boradi. Bu xil yumshatishlarga to‘la va chala yumshatishlar, normallashlar kiradi. Tubanda uglerodli po‘latlarni termik ishlashda tuzilish o‘zgarishlarini Fe—Fe3S xolat diagrammasining tegishli soxalarini kuzataylik. Ma’lumki, perlit tuzilishli evtektoid po‘lat zagotovkani uy xaroratida asta-sekin qizdirib borsak, u Ac1 kritik xarorat (727°S) da austenitga o‘tadi. Ferrit bilan perlit tuzilishli evtektoidgacha bo‘lgan po‘lat­larni asta-sekin qizdirib borsak, perlit faza Ac1 kritik xaroratda austenitga o‘tadi, xaroratning yanada ko‘tarilishida ferrit faza austenitda eriy boshlab, As₃ kritik xaroratda esa batamom eriydi.
Agar perlit bilan ikkilamchi sementit tuzilishli evtektoiddan keyingi po‘latlarni asta-sekin qizdirib borsak, perlit faza As_x kritik xaroratda austenitga o‘tadi. Xaroratning yanada ko‘tarilishi­da ikkilamchi sementit austenitda eriy boshlab, u As_t kritik xaroratda batamom eriydi.
Yukoridagi ma’lumotlardan ma’lumki, Fe—Fe₃C xolat diagrammasidagi GSE chizig‘i kritik xaroratdan yukoriroq xaroratda po‘latlar austenit tuzilishli bo‘ladi. Savol tug‘iladiki, nima uchun po‘latlarni to‘la yumshatishda, toblashda, normallashda ularni As_z kritik xaroratdan 30-50°S gradus yuqoriroq qizdirish zarur? Kuzatishlar ko‘rsatadiki, po‘lat­larni qizdirishda ularning donalar o‘lchami qaytarilganlik darajasiga ko‘ra turli tezlikda yiriklashadi. Masalan, yaxshi qaytarilmagan evtektoid po‘latlarning donalar o‘lcha­mi As₁+ 30/50°S xaroratgacha o‘zgarmasa-da bu xaroratdan yuqorirokq xaroratda keskin yiriklashadi. Yaxshi qaytarilgan po‘latlarda esa donlar o‘lchamining keskin o‘zgarishi 900-950°S xaroratga to‘g‘ri keladi. Buning boisi shundaki, donalar aro joylashgan oksidlar, nitridlar, sulfidlar va boshqa birikmalar shu xaroratga qadar donlar o‘sishiga qarshilik ko‘rsatadi, lekin xarorat 900-950°S ga etganda ularning austenitda erishi yuz beradi. Binobarin, ular donlar o‘sishiga qarshilik ko‘rsata olmaydilar. Po‘latlarning bu xususiyatini qizdirish xaroratlarini belgilashda e’tiborga olish kerak. Agar po‘latlarni bu kritik xaroratdan o‘ta qizdirilsa masa­lan, 1000-1100°S gacha austenit donlar yiriklashib ketadi. Ma’lumki, donlar qancha yirik bo‘lsa, ular shuncha mo‘rt buladi. Agar po‘latlarni AE chizig‘ida (Fe—Fe₃C diagrammasiga qarang) yaqin xaroratga qizdirilsa, yirik donli po‘lat xavo kislorodi xisobiga kuyib, zagotovka ishga yaroqsiz xolga keladi. Demak, po‘latlarni termik ishlashda qizdirish xaroratini po‘lat markasiga ko‘ra to‘g‘ri belgilashning ishlash sifa- tiga va ish unumdorligiga ahamiyati g‘oyat katta. Termik ishlashda pechlar termojuftli potensiometr bilan jixozlangan bo‘lib, pechni zarur xaroratda sao‘laydi. (Shu bilan birga ba’zan amalda metallarni qizdirishda ularning cho‘g‘lanish ranglaridan ham foydalanish mumkin (36-rasm).
Ikkinchi tomondan, masalan, evtektoid po‘latni austenit xolatidan, sekin sovitishda austenitda uglerodning erish qobiliyati kamayishi sababli undan uglerod ajralib, semen­tit xosil bo‘ladigan markazlarni yuzaga keltiradi. Austenitlarning sovish tezligini rostlash ila perlit donalari ulchamini o‘zgartirish mumkin. Quyida po‘latlarni termik ishlash usullar va ularni qanday bajarish xaqida ma’lumotlar keltiriladi.
Diffuzion yumshatishdan quyma po‘lat zagotovkalar kimyoviy tarkibining notekisligini tekislash maqsadida foydalaniladi. Buning uchun evtektoidgacha bo‘lgan pulat zagotovkalarni As3 kritik xaroratdan 200-300°S yuqoriroq xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda 10-15 soat saqlanadi, keyin 600°S xaroratgacha pech bilan birga, so‘ngra xavoda sovitiladi. Zagotovkalarni yuqori xaroratda qizdirishda austenit donalaridagi uglerod va boshqa elementlar diffuziyalanib, tarkibi deyarli tekislanadi va bunda austenit donalari yiriklashadi. Shu boisdan diffuzion yumshatishdan keyin donalarni maydalash maqsadida zagotovkalar to‘la yumshatilmogi kerak.
Qayta kristallanuvchi yumshatish. Sovuqlayin bosim bilan ishlangan po‘lat zagotovkalarning fizik puxtaligini pasaytirib, plastikligini ko‘tarish yo‘li bilan ichki zo‘riqish kuchlanishlardan xoli etish maqsadida bu ishlovdan foydalaniladi. Buning uchun po‘lat zagotovkalarni 680-700°S xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlab, keyin pech bilan birga sekin sovitiladi.
Ichki zuriqish kuchlanishlarni kamaytirish uchun yumshatish. Shtamplash, payvandlash kabi texnologik usullarda olingan buyumlardagi ichki zuriqish kuchlarni kamaytirish uchun ular­ni 350-600°S xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlab, keyin pech bilan birga sekin sovitiladi.
Tula yumshatish. Yumshatishning bu usulidan yirik donali po‘lat zagotovkalar donalarini maydalash yo‘li bilan tekislab, ichki zuriqish kuchlanishlaridan xoli etish maqsadida foydalaniladi. Buning uchun evtektoidgacha bo‘lgan po‘lat zagotovka­larni As3 kritik xaroratdan, evtektoid va evtektoiddan keyingi po‘latlarni Ac1 kritik xaroratdan 30-50°S yuqoriroq xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlab, ke­yin pech bilan birga sovitiladi. Shuni qayd etish ham lozim- ki, agar evtektoiddan keyingi po‘lat zagotovkalar Ast kritik xaroratli chiziqdan yuqoriroq xaroratgacha qizdirilib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlab, keyin pech bilan birga sovitilganda ajratilayotgan ikkilamchi sementit perlit donalari­ni o‘rab murtlashtirib boradi, shu sababli bu po‘latlar aus­tenit tuzilishli xolgacha qizdirilmaydi.
Chala yumshatish. Yumshatishning bu usulida po‘lat zagotovkalarni ichki zuriqish kuchlanishlaridan xoli etib, mexanik ishlovlarga moyil etish maqsadida o‘tqaziladi. Buning uchun pulatlarni 750-780°S xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlab, keyin pech bilan birga sekin soviti­ladi.
Izotermik yumshatish. Bu usuldan to‘la yumshatish maqsadlarida foydalaniladi. Bunda evtektoidgacha bo‘lgan pulat zagotovkalarni As3 kritik xaroratgacha, evtektoid va evtektoiddan keyingi po‘latlarni esa Ac1 kritik xaroratdan 30-50°S dan yuqoriroq xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlab turiladi, keyin kutilgan maqsadga ko‘ra, masalan, 600-700°S li muxitga o‘tkazib, unda austenit ferrit bilan sementit fazalarga to‘la parchalanguncha saqlanadi, so‘ngra xavoda sovitiladi.
Donador perlit olish maqsadida yumshatish. Bu usuldan evtektoiddan keyingi po‘lat zagotovkalardagi plastinka tarzidagi sementit donalarini mayda donli tuzilishga o‘tqazish uchun foydalaniladi. Buning uchun po‘lat zagotovkani Ac1 kri­tik xaroratdan bir oz yuqoriroq xaroratgacha (750-760°S) qizdirilib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlanadi, keyin pech bilan birga sekin sovitiladi.
Ma’lumki, pulat zagotovkalarni As1 kritik xaroratdan bir oz yuqoriroq xaroratda qizdirilgganda perlit donalari austenitga aylanib, sementit donalari saqlanib qoladi. Bu po‘latlarni shu xaroratdagi xolatidan sovitishda esa semen­tit va begona birikmalarning donalari qo‘shimcha kristallanish markazlari xosil qilib, mayda donador perlit tuzilma olinadi.
Normallash. Po‘lat zagotovkalarning donalari maydalanib bir tekis tuzilmali bo‘lib qoladi va ichki kuchlanishlardan xoli eti- ladi. Buning uchun po‘lat zagotovkalarni markasiga ko‘ra As3 yoki Ast kritik xaroratdan 30-50°S yuqoriroq xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlab, keyin xavoda sovitiladi. Po‘- latlarning markalariga ko‘ra bu ishlovdan yumshatish yoki toblash o‘rnida foydalansa ham bo‘ladi.
Toblash. Bu usuldan konstruksion po‘latlardan tayyorlanadigan tishli g‘ildiraklar, vallar, kulachoklar va boshqalarning puxta- ligini, asbobsozlik po‘latlardan tayyorlanayogggan keskichlarning kes- kirligini ko‘tarib kam eyiladigan etish maqsadida foydalaniladi. Buning uchun evtektoidgacha bo‘lgan po‘lat zgagotovkalar As3 kritik xaroratdan evtektoid va evtektoiddan keyingi pulatlar AS1 kritik xaroratdan 30 - 50° S yuqoriroq temperaturda qizdirilib, shu tem- peraturada ma’lum vaqt saqlanadi, keyin kritik tezlik (Vkr dan yuko- ri tezlikda) sovitiladi. Bunda austenit ferrit bilan sementitga parchalanishga ulgurmaydi va martensit deb ataluvchi uglerodni Fea dagi o‘ta to‘yingan qattiq eritmaga [Fea(S)] o‘tadi hamda uning qattiqligi HRC ~ 62 ga ko‘tariladi.
Agar austenit xolatidagi po‘lat zagotovkani, masalan, moyda (sekundiga 80-100°S tezlikda) sovitilsa, austenit ferrit bilan sementitning juda mayda bo‘lgan mexanik aralashmalariga parchalanib, troostit deb ataluvchi tuzilishga o‘tadi va uning qattiqligi HRC 40-45 ga ko‘tariladi. Agar austenit xolatidagi po‘lat zagotovkalarni, masalan, qizdirilgan moyda (sekundiga 50-70°S tezlikda) sovitsak, u troostit tuzilishli donalariga nisbatan yirikrok bo‘lgan ferrit bilan sementitning mexanik aralashmasiga parchalanib, sorbit deb ataluvchi tuzilishga o‘tadi va uning qattiqligi HRC 30-35 ko‘tariladi.
Shuni qayd etish zarurki, amalda kam uglerodli (S<0,3%)o‘lat zagotovkalar toblanmaydi, chunki, bu po‘latlar toblaganda uning martensitga o‘tish temperaturasi o‘rtacha va ko‘p uglerodli po‘latlarga qaraganda ancha yuqoriroqligi sababli sovitishda austenit ferrit bilan sementit fazalarga parcha­lanib, kutilgan martensit tuzilmaga alanmaydi. Ma’lumki, pulat zagotovkalarni toblashda sirt katlami uzak kismiga Karaganda tezrok sovishi natijasida fazalar uzgarishi okibatida unda zurikrщ kuchlari xosil buladi. Agar bu kuchla- nishlar katta bulsa, zagotovka tob tashlashi va yorilishi mumkpn. Shuning uchun toblanadigan zagotovkalarni marka si­ga, shakliga va ulchamlariga kura tsblash muxktpga va unga kap tarzda tushnrshpga ahamiyat berpsh ham kerak.
Bushatish, Bu usuldan toblangan pulat zagotovkalarni ichki zurik,ish kuchlanishlaridan xoli etish bilan kattikligi saklangan xolda, kovusholigini kutarish maksadida foydalaniladi. Toblangan pulat zagotovkalarni bushatishdan kutil­gan maksadlarga kura bushatishni tubandagi tartiblarda olib boriladi.
Past temperaturali bushatish. Bu bushatishdan mafad toblangan, masalan, keskichlar yoki ulchov asboblarini ichki zurikish kuchlanishlaridan xoli etib, kattikligi saklangan xolda, kovushokligini kutarishdir. Buning uchun toblangan pulat zagotovkalar 150—250°S xaroratgacha kizdirilib, щu xaroratda ma’lum vakt sa.lanadi, keyin sekin sovitila. Bunda bushatilgan martensit tuzilma olinadi.
Urtacha temperaturali bushatish. Bu bushatishdan maksad toblangan, masalan, prujina, shtamplarni ichki zurikish kuch­lanishlaridan xoli etib, kovushokligini kutarish va troostit tuzilma olishdir. Buning uchun toblangan pulat zagotovkalar 350—500°S xaroratgacha kizdirilib, щu xaroratda ma’lum vakt saklanadida, keyin sekin sovitiladi.
Yukori temperaturali butpatish. Bunday bushatish toblan­gan konstruksiey pulatlardan tayyorlayotgan detallar kovu­shokligini va plastikligini kutarib, sorbit tuzilma olish matssadida utkaziladi. Buning uchun toblangan pulat zagotov­ka 500—650°S xaroratgacha kizdnrilib, shu xaroratda ma’lul vakt sak.lanadi va sekin sovitiladi:

Ma’lumki, kupgina mashina detallari va asboblar (tishli gildiraklar, porshen barmoklari, pod­shipnik, roliklar, shtamplar, kalibrlar) kam uglerodli va kam legirlangan pulatlardan tayyorlanib, ularning ish muddatini uzaytirish maksadida kimyoviy termik ishlovlarga beriladi. Bunda zagotovkalarning sirt yuza katlami uglerodga tuyintirilsa sementitlash, azotga tuyintirilsa — azotlash, azot va uglerodga tuyintirilsa — nitrotsementitlash deyiladi. Bu ishlovlarning ichida sementlash kuprok. tarkalgan bulib, uni uglerodga boy bulgan kattik, suyuk. va gaz muxitlarda olib boriladi. Ayni laboratoriya ishida zagotovkalarni
kattik muxitda sementitlab, toblab bushatilib, natija­lar kuzatiladi. Buning uchun zagotovkalarni guvod. namuna bilan 38- rasmda kursatilgandek pulat yashikka avvaliga ma’lum katlam karbyurizator deb ataluvchi 75—80% i pista ku­mir va kolgani bariy yoki natriy karbonatlar aralashmasi kiritilib, uning ustiga zagotovkalar ma’lum tartibda joylanadi va bu ketma-ketlik yashik tulguncha takrorlanadi, keyin esa yashik kopkoklanib, tir.ishlari utga chidamli gil bilan suvaladi. Sungra yashik pechga kiritilib, sementitlash kalinligiga kura 900—950°S xaroratda bir necha soat saklanadi. Bu sharoitda yashikdagi pista kumir xavo kislorodi bilan reaksiyaga kirib, uglerod (II) oksid gazi (SO) xosil kiladi va uning parchalanishida ajralayotgan atomlar uglerod zago­tovka sirtiga utib, temirda eriydi: