Cho’yan turlari va ularning xususiyatlari

2.2. Deformatsiyalanish sharoitining fizik-mexanik xossalarining shakllanishga ta’sirini o‘rganish.
Gidropresslashda deformatsiyaning geometrik o‘chog‘ida dislakatsion strukturaning qayta joylashishi sodir bo‘ladi. Strukturani elektron-mikroskop yordamida dislakatsion strukturani deformatsiya o‘chog‘i tahlil qilganda plastik deformatsiyaning boshlang‘ich etapidan hajm bo‘yicha turg‘un oqim holatigacha dislokatsion o‘zgarish jarayonini to‘liq kuzatib borish mumkin. Buning uchun MchVP markali molibden prutokining press-qoldig‘i tahlil qilindi (5-6-rasm). U quyidagi parametrlarda gidropresslandi: .
Deformatsiya o‘chog‘i o‘qida sodir bo‘ladigan dislakatsion jarayonlar tahlilida, struktura evolyusiyasi ketma-ketligi quyidagi dislakatsion jarayonlarni sodir etdi: dislakatsion “o‘rmoni” hosil bo‘ladi, keyin o‘rashini va kluboklar, keyin esa yacheykalar hosil bo‘ladi. Yacheyka deformatsiya darajasi 15...20% bo‘lganda hosil bo‘ladi (13-nuqta, ) deformatsiya yo‘nalishiga qarab cho‘zing‘oq shaklining ko‘rdalang o‘lchami 1...2 mkm va uzunligi 2...4mkm holatda bo‘ladi. 23 nuqtada esa yacheykalarning ko‘ndalang yo‘nalishda bo‘linishi boshlanadi, natijada bo‘ladi va deformatsiya o‘chog‘idan chiqish holatida bo‘lganda yacheyka o‘lchami 0,5....1mkm ga teng bo‘ladigan yacheykali struktura hosil bo‘ladi, bu 33-nuqta.
Konus qatlamining yuza qismini kuzatganligimizda (11, 21, 31 nuqtalar) zagotovka yuzasidan 6...8 mm chuqurlikda dislakatsion struktura rivojlanishining press-qoldiqning markaziy qismi mos nuqtalaridan keyingi qolish holatlari kuzatildi. Ammo 21 va 33 nuqtalar joylashgan joyda bu farq unga sezilarli emas va 31 va 33 nuqtalarga kelib bu manzara deyarli yo‘qolib ketadi (5-rasmga qarang).

5-rasm. MchVP molibden qotishmasining gidropresslangan press-qoldig‘i: a-kordinata to‘ri chiziqlari; b-deformatsiya geometrik o‘chog‘ida koordinata to‘ri chiziqlarining sxematik tasviri.

Raqamlar bilan belgilangan joylar dislakatsion strukturani tahlil qilish uchun folgalarning kesilgan o‘rni.

6-rasm. Press-qoldiqda to‘plangan siljish deformatsiya

darajasining taqsimlanishi. Raqamlar bilan qiymatlari ko‘rsatilgan.
Dislakatsion struktura o‘chog‘ining ko‘ndalang kesimida siljish deformatsiya darajasining miqdoriga yuza qatlam uchun markaziy qismda (21 va 12 nuqtalar) va yuza qatlamda (31-nuqta) –siljish deformatsiya darajasi markaziy qismda deformatsiya darajasi ortishi bilan nafaqat keyinga qolish miqdori pasayadi, qatlam qalinligi ham kamayadi, bu holat, ya’ni keyingi qolish holati ushbu rasmlarda kuzatiladi. 7-rasmda koordinata to‘ri bilan yacheykaning o‘rtacha diametri o‘zgarishi tok chizig‘i bo‘ylab deformatsiya darajasiga bog‘liqligi ko‘rsatilgan.

7-rasm. Yacheyka o‘lchami ko‘ndalang kesimini diformatsiya darajasiga bog‘liqligi

Deformatsiya o‘chog‘ining yuzaoldi va oraliq qatlamlarida (11-21-31 va 21-22-32-nuqtalarda) yacheyka o‘lchami birdan kamayadi, ya’ni ularning maydalanish jarayoni sodir bo‘ladi. Boshida prutok o‘qi atrofida maydalanish boshlanadi keyin jarayon sekinlashadi. Ammo hamma zonalarning yacheykalari (31-32-33 nuqtalarda) deformatsiya o‘chog‘idan chiqish joyida bir xil bo‘ladi. Bunda yacheyka ko‘ndalang o‘lchamlarining o‘zgarishi bo‘ylama o‘lchamlarining o‘zgarishi ga qaraganda kam ifodalangan.
Shunday qilib, gidropresslashda plastik deformatsiya o‘chog‘ida MchVP qotishmasining dislakatsion strukturasini ortishi bilan deformatsiya bosim o‘qi yo‘nalishi bo‘ylab va ko‘ndalang yo‘nalishda bir xil o‘zgarmaydi. Dislakatsion strukturaning bunday notekis taqsimlanish harakteri ma’lum miqdorda siljish deformatsiyasi darajasi va harakatning notekis taqsimlanishi bilan aniqlanadi. Deformatsiya darajasining ortishi bilan yacheykaning maydalanish notekisligi deformatsiya o‘chog‘idan chiqish joyida va turg‘un oqim zonasida to‘liq yo‘qoladi.
Gidropresslash harorati sezilarli darajada oqim kuchlanishiga, yacheyka o‘lchamiga va qiyin eriydigan metallarning oxirgi mexanik xossalariga ta’sir qiladi. Bu masalani molibden qotishmasi misolida ko‘rish mumkin.
900....950^°C haroratda gidropresslangan molibden kichik yacheykali struktura hosil bo‘ladi. Bu yacheyka teng o‘qli o‘lchami 1 mkm,ichki dislakatsiya zinchligi juda past. Ba’zi alohida zonalarda deformatsiya yo‘nalishi bo‘ylab, yacheyka chegaralarida donalar cho‘zinchoqligi saqlanib qolgan. Bunday tortish va deformatsiya harorati munosabatida hosil bo‘lgan dona uzunligi 200 mkm gacha va ko‘ndalang kesimda 10...20 mkm bo‘lgan cho‘zinchoq shaklga ega bo‘ladi.
Deformatsiya haroratining ortishi yacheykaning minimal o‘lchamini oshiradi. Bunda yuqori haroratda deformatsiyaning dastlabki bosqichida hosil bo‘lgan yacheyka, chegara migratsiyasining katta tezligi oqibatida donaga aylanib qoladi, ya’ni yupqa chegara, mo‘ljallanmagan katta burchaklar va dislokatsiyaning past zinchligi olish imkoniyatini yaratadi. Binobarin, aniqlangan munosabatlarda, harorat tortish, deformatsiya tezligi molibden qotishmalarida gidropresslash davrida bevosita rekristallizatsiya jarayoni kechadi.
Dinamik rekristallizatsiya qotishmada substrukturaning to‘liq kritik dislokatsiya bilan hosil bo‘lish jarayonida boshlanadi, bunda deformatsiya tezligining ortishi bilan kritik deformatsiya qiymati ham ortadi. Haroratning sezilarli darajada ortishi yirik donali strukturasining hosil bo‘lishga olib keladi, jarayonning notekisligi (bir xil kesmasligi) –har xil donadorlikka, bu esa molibden mexanik xossalari uchun nomaqbul holatni anglatadi.
Dinamik rekristallizatsiya oqimida, dona o‘sish jarayonida deformatsiyaga uchrash davom etadi, shuning uchun uning ichida uzluksiz substruktura hosil bo‘ladi. Binobarin, deformatsiya jarayonida rekristallizatsiyalangan qotishma, kuchlanishni olgandan keyin statik rekristallizatsiya uchrashi mumkin va qancha yuqori harorat va tortish bo‘lsa shuncha ko‘proq. Statik rekristallizatsiyadan keyingi dona substrukturaga ega bo‘lmaydi, dislokatsiya zinchligi juda past bo‘ladi. Shuning uchun qotishmaning mexanik xossalari va ularning bir xil materiallarda keyingi termo ishlov berishdagi qobiliyatlari har xil bo‘ldai, dinamik rekristallizatsiyada deformatsiyalangan yoki statik rekristallizatsiyani o‘tgan.
Struktura va mexanik xossalari gidropresslash jarayonida rekristallizatsiyalangan ( ) molibden qotishmasida tahlil qilindi. Metallografik va elektronno-mikroskapik tadqiqotlar natijasiga ko‘ra qotishma har xil donadorlik bilan kuchli ifodalangan va to‘liq rekristallizatsiyalangan, (dona o‘lchami 15 dan 80 mkm gacha) dislokatsion struktura mavjud emas, dislokatsiya zinchligi 10⁸ sm^-2 holatda joylashgan. SHunday qilib dinamik rekristallizatsiya orqasida prutokning keyingi sovutish yo‘li bilan statik rekristallizatsiya jarayoni o‘tadi.
Mustahkamlik va plastik xossalarning yana yuqoriroq kiymatlarining dinamik qaytish yo‘li bilan hosil qilingan struktura rekristallizatsiyalangan struktura bilan solishtirganda gidropresslangan qotishma hosil qilish mumkin. SHunday qilib gidropresslashda yacheyka o‘lchami 1....2 mkm, bunda , gacha qizitib, gidropresslangandan keyin yacheyka o‘lchami 15...80 mkm, mexanik xossalari esa , tashkil etdi.
Gidropresslash plastik deformatsiya kabi qotishmaga qo‘shimcha zahira (zapas) energiya taqdim etadi, ya’ni uni kam turg‘un holatga o‘tkazadi. Shuning uchun navbatdagi termoishlov berish faktorlardan biri bo‘lib, strukturaning qayta joylashishi natijasida qotishma energiyasini kamayishiga yordam qilishni o‘zgarishni o‘rganish qiziqarli hisoblanadi.
Rekristallizatsiya markazining o‘sishi dislokatsiya zinchligini ortishi bilan o‘sib boradi, va rekristallizatsiyalangan materialda juda kichik (min) bo‘ladi. Ehtimol, gidropresslashda strukturaning dastlabki rekristallizatsiyalangan holatga qaytishi sodir bo‘lar va keyingi qizitishda struktura yanada turg‘unroq holatda bo‘lar, va binobarin mexanik xossalari ham. Shunday qilib, yacheykali struktura mayda yacheykalar bilan kuchli har xil joylashgandir bilan kam turg‘un holatda to‘ladi va yuqori dislakatsiya zinchligiga va yuqori turg‘unlikdagi –rekristallizatsiyalangan struktura bo‘ladi.
Vaholanki, yacheykali struktura ham turg‘un bo‘lishi mumkin, agar u o‘zining chegarasida sezilarli miqdorda elementlarni kirishini va ikkinchi faza zarrachalarini erita olsa, molibden qotishmasi tarkibida mavjud bo‘lgan. Yacheyka chegarasini harakati boshlanadi. Qachonki, ular ikkinchi faza zarrachalaridan uzila olsa.
Binobarin gidropresslashning deformatsiya tezligi, daraja, hararat kabi parametrilari plastik deformatsiyadan keyingi qotishmaning struktura holatini aniqlaydi va keyingi termik ishlov berishda metallning mexanik xossalarining o‘zgarishiga ijobiy ta’sir ko‘rsatadi.
Kuydirish harorati 800...1600^°C va uzoqligi 1s bo‘lgan gidropresslangan materialning mexanik xossalari va strukturasining o‘zgarishi elektron va optik mikroskop usulida tekshirildi, shu bilan birga cho‘zlilishga, egilishga va qattiqdigini o‘lchash usullari o‘tkaziladi. Mustahkamlik xarakteristika darajasi gidropresslash haroratida strukturaning qayta joylashishini boshlanadigan kuydirish harorati qiymatigacha saqlanib qoladi (8-rasmga qarang).
Bog‘lang‘ich ; bir tekis nisbiy uzayish ; dona o‘lchami ; MCHVP markali gidropresslangan molebden qotishmasi. (kvazisuyuq muhit: ) kuydirish haroratidan tekshirish haroratiga (cho‘zilish) 20^°C.
Yacheykali struktura uchun qayta joylashish maydon (poligon)lashish jarayoni bilan boshlanadi va birlamchi rekristallizatsiyaga o‘tishda juda sezilarli bo‘ladi.
Plastik xarakteristikaning o‘zgarmas juda murakkab xarkterda bo‘ladi. 800⁰S da kuydirilgandan keyingi rekristallizatsiyalangan qotishma va larni ma’lum darajagacha tez ko‘tarilishi kuzatiladi va pasayadi kuchlanishning olinishi sabab, bu kuchlanish presslashning sovutishda sodir bo‘lgan edi. Yuqori haroratda (~1200^°C) kuydirishdan va to‘satdan kamayishi o‘suvchi donalarning har donadorligi bilan bog‘liq. Yuqori struktura sezilarli miqdoriga ega bo‘lgan struktura donalarining bu o‘zgarishiga oldinroq rostlanadi, ya’ni nisbatan pastroq kuydirish haroratida (m: № 1000^°C).
Qiyin eriydigan metallarning mexanik xossalari va mikrostrukturasiga ishchi muhitning ta’siri gidropresslangan molibden va nisbiy qotishmalaridan trubalar va profillar o‘rganildi. Gidropresslash jarayoni suyuq va kvazisroq muhitda 900^°C va 1200^°C haroratda, tortishi qiymati bo‘lgan holatda o‘tkazildi.
Kvazisuyuq muhit foydalanilganda olingan profil va trubalar yuza sifatining yaxshiligi bilan 3..5 klass g‘adir-budurligini qanoatlantirdi. MchVP profilini kvazisuyuq ishchi muhitda ishlov bergarimizda zagotovkaning kuyish harorati bo‘lganda odatdagi tekis uyurmali strukturaga ega bo‘ldi. Profillarni kuydirganda uyurmali struktura kuydirish harorati 1000^°C gacha bu holat saqlanib qoladi, keyin esa birlamchi rekristallizatsiya donalari boshlanadi. Vaholanki bo‘ylama yo‘nalishda deformatsiya teksturasi saqlanib qoladi. To‘liq rekristallizatsiya 1200^°C da tugaydi, donaning o‘sishi esa 1600^°C gacha davom etadi. Shuni e’tiborga olish kerakki, kuydirish harorati 1600^°C bo‘lganda rekristallizatsiyalangan dona uncha katta emas (№ 26 mkm). Bu esa qattiqlikni H V o‘lchash bilan tasdiqlanadi, MchVP ning yuqori to‘satdan nomustahkamlanishi harorat 1000.... 1200^°C bo‘lganda ro‘y beradi (8-rasmga qarang).
Kvazisuyuq muhitda da gidropresslash yo‘li bilan olingan profillarda struktura yozilgan har xil rekristallashish mexanizmlaridan mutloqo farq qiladi. Deformatsiyalangan va kuydirilgan holatlarda uyurmali struktura aniqlanmagan, metall to‘lig‘incha rekristallizatsion holatda. Dastlabi holatda dona o‘lchami (kuydirilmagan) 15 mkm. Kuydirganda donaning o‘sishi faol kechadi va 1400^°C da yig‘uvchi rekristallizatsiya boshlanadi, (dona o‘lchami 1500 mkm gacha etadi). Bu esa qattiqlikni o‘lchashda isbotlanadi. Shunday qilib, , deformatsiyalangan profil qattiqligi HV , 70...90 MPa yuqori bo‘ldi.

8-rasm. Molibden qotishma MchVP va Mch (2) kuydirish haroratiga bog‘liq holda (kvazisuyuq muhit) gidropresslangan profillarning qattiqligining o‘zgarish grafigi.

Binobarin, MchVP molibden qotishmasi profili, kvazisuyuq muhitda da gidropresslangan, deformatsiyalangan va kuydirilgan holatlarda ham 1200^°C haroratida kuydirilgan va olingan profillarga nisbatan juda qulay va yoqilg‘i struktura ega bo‘ladi.
Demak, MchVP molibden markasining qattiqligi va mikrostrukturasi, yuqori bosimda suyuqlik bilan presslab olingan va kvazisuyuqlik muhitda olingan bir-biridan o‘zaro kam farq qiladi, bu esa harorat sharoitining har xil bo‘lishi jarayonning kechishiga kam ta’sir bilan tushuntiriladi. Shunday qilib, metallshunoslik nuqtai nazaridan ushbu jarayonlar bir xil hisoblanadi.
Mch molibden gidropresslash 900 va 1200^°C haroratda, tortiq 5,34 bo‘lganda kvazisuyuq muhitda olib borildi. Mсh markali profil haroratda olingan dastlabki holatda odatdagi uyurmali strukturaga ega edi, kuydirish harorati 1000^°C gacha bu holat saqlanib turadi. Mсh metalining mikrostrukturasi bilan yuqorida yozilgan bir xil bo‘lib ya’ni o‘xshash chiqdi. Qizitish harorati 1200^°C bo‘lganda kvazisuyuq muhitda gidropresslangandan keyin metall strukturasida rekristallizatsiyalangan donalar paydo bo‘ldi va ular katta notekisliklarga esa edi. Kuydirish haroratining 1200^°C gacha oshirganda donalarning yana yiriklashishi sodir bo‘ladi, chunki 1200^°C haroratda gidropresslash jarayoni da dinamik rekristalizatsiya holati sodir bo‘ladi, ya’ni unda plastik deformatsiya jarayonida yangi dona hosil bo‘ladi.
Bu esa molibden 1200^°C da kvazisuyuq muhitda gidropresslashdan keyingi mexanik xossalari bilan tasdiqlanadi.
Deformatsiyadan keyin metall juda past mustaxkamlik xossasiga ega bo‘ladi, bu esa haroratning ortishi bilan ham pastligicha qolaveradi. Deformatsiyadan keyin metall katta plastiklik zahirasiga ega bo‘ladi, shuning uchun undan yarim fabrikat sifatida foydalanish mumkin. Lekin metallning plastik xossasi uncha yuqori emas, shu bilan birga kuydirish harorati 1200^°C bo‘lganda nisbiy uzayish past bo‘ladi, kuydirish harorati 1000 va 1400^°C bo‘lganidagiga qaraganda (issiqlikda Mch mo‘rtlashish deyiladi).
Qattiqlikni ko‘rib chiqishda natijaning bir xilligi (stabilligi) xarakterli hisoblanadi, hamma kuydirish haroratlarida HV qattiqlikning xar xil tarqalishi bo‘lmaydi, binobarin kvazisuyuq muhitda gidropresslashda struktura bir tekis ishlab chiqildi, yuqori bosimdagi suyuqlik bilan ishlov berilganga qaraganda, chunki metallning tashqi qatlami tormozlanishi mavjud emas. Mch va MchVP zagotovkalarining mexanik xossalarini aniqlash uchun (850...870^°C) bo‘shatishga uchradi, birlamchi kuchlanishni olish uchun tekshirish natijasi quyida jadvalda keltirilgan.
3-jadval