Modifikatsiyalash Umumiy xarakteristikasi. Modifikatsiyalash deb, qotishmaning kristallanishi va strukturasiga maxsus qo‗shimchalar modifikatorlar kiritib ta‘sir etilishiga aytiladi

Modifikatsiyalash Umumiy xarakteristikasi. Modifikatsiyalash deb, qotishmaning kristallanishi va strukturasiga maxsus qo‗shimchalar — modifikatorlar kiritib ta‘sir etilishiga aytiladi. Modifikatsiyalash oitiqcha fazalarni dispers yoki koagulatsiyalangan ajratmali mayda donador struktura (intermetallidlar, karbidlar, grafit va h.k.) olish maqsadida amalga oshiriladi. Modifikatsiyalovchi effektning namoyon bo‗lishiga qarshilik ko‗rsatadigan qo‗shimchalar yoki aralashmalar demodifikatorlar deb ataladi. Modifikatsiyalovchi qo‗shimchalar ularning kristalik kurtaklarning hosil bo‗lish jarayoniga fizik- kimyoviy ta‘sir etish tabiatiga ko‗ra I va II tur modifikatorlarga bo‗linadi. I tur modifikatorlar jumlasiga suyuqlanmada kristallizatsiyalanish markazlari shakllanadigan va yuqori dispers qattiq zarrachalar hosil qiladigan moddalar kiradi. II tur modifikatorlar jumlasiga esa kristalik kurtak qirralarida tanlab adsorbsiyalanadigan hamda fazalararo sirt taranglikni va kristallarning o‗sish xarakterini o‗zgartiradigan eruvchan moddalar kiradi. Aluminiy qotishmalari uchun I tur modifikatorlar jumlasiga titan yoki vanadiy qo‗shimchalari, po‗lat uchun — aluminiy va titan qo‗shimchalari kiradi. 278 Yangi qotishmalar uchun modifikatorlar ishlab chiqishda ko‗pincha turli elementlarning oldindan ma‘lum bo‗lgan ta‘sir etish qonuniyailariga amal qilinadi. Masalan, I gruppa elementlari (Li, Na, K, Pb, Cs) ning qo‗shimchalari aluminiy qotishmalarining strukturasiga; noyob- yer elementlariniki po‗latning strukturasiga; III gruppa elementlari (Sc, Y, La) ning qo‗shimchalari cho‗yan strukturasiga ijobiy ta‘sir qiladi. Eng maqsadga muvofigi — kompleks modifikatorlardan foyda- lanishdir. Bunda qo‗shimcha yoki bir nechta qo‗shimcha (tayyor ligatura ko‗rinishida) bir yo‗la I va II tur modifikatorlar tipi bo'yicha qotishmaga ijobiy ta‘sir ko‗rsatadi. Kompleks modifikatorlar eng samarali modifikator sifatida sanoatda keng qoilaniladi (masalan, kulrang cho‗yanlarni modifikatsiyalash uchun qoilaniladigan Fe— Si—Ca asosida Al, Ti, Ce va La qo‗shib tayyorlangan modifikator). Modifikatorlarni qotishmalar strukturasiga ta‘sir qilish xususiyati modifikatsiyalashning texnologik sharoitlari va kiritiladigan modifikator miqdoriga bog‗liq. Modifikatsiyalashda qotishmalar strukturasining o‗zgarishi mexanik xossalar kompleksining o‗zgarishiga olib keladi. Bunda metallning gazlar bilan ifloslanishi kamayadi va quyma zichligi ortadi. Modifikatsiyalash effektiga turli tashqi ta‘sir metodlari bilan ham erishish mumkin: ultratovush yordamida ishlov berib, vibratsiya yordamida, elektr magnit maydonlari bilan ta‘sir qilib va shunga o‗xshashlar. Cho‘yanlarni modifikatsiyalash. Modifikatsiyalovchi qo‗shimchalar sifatida ФС75 ko‗rinishida Si (kulrang cho‗yan uchun), Mg, Ce va boshqa. (ВЧ uchun), Bi, В, Al, Те va boshq. (КЧ uchun) dan keng foydalaniladi. Piroeffekt bermaydigan modifikatsiyalovchi qo‗shimchalar cho‗yan chiqarilayotganda suyuqlantirish pechining tarnoviga yoki kovshga kiritiladi. Cho‗yanga modifikatorlar kiritishning katta miqdordagi usullari ma‘lum. Yakkalab va seriyalab ishlab chiqarishda kichik sig‗imli kovshga modifikator metall bilan to‗ldirish vaqtida dozatordan foydalanmasdan kiritiladi. Katta sig‗imni to‗ldirish uchun shu operatsiyaning o‗zi bajariladi, lekin bunda dozatordan foydalaniladi. Modifikatorni vagranka korpusiga mahkamlangan dozator yordamida 279 kiritish usuli mavjud. Modifikator kovsh to‗ldirilayotgan vaqtda vagrankaning kovshiga kiritiladi. Bu usul, asosan, ko‗plab va seriyalab ishlab chiqarishda mayda hamda o‗rtacha kovshlar uchun qo‗llaniladi. Modifikatorni oraliq kovsh- eritgich orqali kiritish usuli ham ma‘lum. Kovshga modifikator dozatordan yoki tebranib siltaydigan tarnovdan keladi. Bu usul yakkalab yoki seriyalab ishlab chiqarishda katta sig‗imli (11 dan ortiq) kovshlar uchun qo‗llaniladi. Modifikatorni metall yuzasining ostiga ham qalpoq yoki cho‗ktirish uchun maxsus qurilma yordamida kiritish mumkin. Bu usuldan, asosan, katta sig‗imli kovshlarni bitta suyuqlantirib olingan metall bilan to‗idirish mumkin bo‗lmagan hollarda foydalaniladi. Yakkalab ishlab chiqarishda yirik quymalar uchun va seriyalab ishlab chiqarishda mayda hamda o‗rtacha quymalar uchun modifikator maxsus konstruksiyali litnik jomiga (to‗siqli) yoki litnik sistemasidagi maxsus cho‗ntakka kiritiladi. Qolipda modifikatsiyalash (inmold jarayon deb ataluvchi jarayon) tobora keng ko‗lamda tarqalmoqda. Cho‗yanni kovshda va litnik sistemasida kombinatsiyalangan tarzda modifikatsiyalash ham qo‗llaniladi. Donalarining o‗lchami 0,2—1 mm bo‗lgan maydalangan ferrosilitsiydan 1350—1410°C quyish temperaturasida 0,1—0,3% miqdorda sarflab foydalanilganda optimal natijalarga erishiladi. Bunda quymalarni oqartirish amalda bajarilmaydi, qattiqligi esa 197—218 HB ni tashkil etadi. Kimyoviy tarkibi turlicha bo‗lgan ikkita suyuq cho‗yanni yoki cho‘yanni suyuq po‗lat bilan birga quyganda modifikatsiyalashga o‗xshash murakkab jarayonlar sodir bo‗ladi, bu esa strukturaning maydalanishiga va mexanik xossalarning yaxshilanishiga yordam beradi. Ba‘zan cho‗yanga gazlar, uglevodorodlar va chang gaz aralashmalari bilan ishlov berish usuli qo‗llaniladi. Bu maqsadda kislorod, azot, argon, karbonat angidrid gazi va uglevodorodlar ishlatiladi. Gaz oqimiga kukunsimon qo‗shimchalar ham kiritilishi mumkin. Cho‗yanga kislorod kiritib tozalash usulining qo‗llanilishi uning kimyoviy tarkibi va xossalariga sezilarli ta‘sir qiladi. Cho‗yanni boshqa gazlar kiritib tozalashda uning tarkibidagi gaz miqdori o‗zgaradi. Gaz miqdori, o‗z navbatida, uning xossalariga ta‘sir qiladi, chunki grafitizatsiyalanish jarayonining kuchayishi yoki bostirilishi sodir bo‗lishi mumkin 280 (kuchayish suyuqlanmadan vodorod va azotni chiqarib yuborishda, bostirish esa kristallizatsiyalanish markazlarining kaogulatsiyalanishida sodir bo‗ladi). Suyuq cho‗yanni gazlar bilan ishlash grafit qo‗shilmalar shakliga va evtektiv dona o‗lchamlariga ham ta‘sir qiladi: ba‘zi hollarda u dendritlararo grafit hosil bo‗lishiga, boshqa hollarda esa kurtaklar sonining ortishiga hamda dendritlararo grafit miqdorining kamayishiga yordam beradi. Argon va azot bilan ishlov berishda effektiv dona yiriklashadi: vodorod, karbonat angidrid gazi, kislorod va tabiiy gaz bilan ishlov berganda maydalashadi [17]. Suyuq metallni neytral gaz yordamida barbotaj bilan ishlash turini fransuz firmasi Gazal-protsess ishlab chiqqan. Bu jarayondan cho‗yanni kovshda, tarnovda yoki induksion pechda desulfuratsiyalash va ugle- rodlash uchun, shuningdek, cho‗yanni mikserda aralashtiryotganda skrap va ferroqotishmalar qo‘shimchalarining erishini yaxshilash maqsadida foydalaniladi. Tarkibi quyidagicha bo‗lgan (%): 2,9—3,2 C; 0,8—1,0 Mn; 1,5— 1,6 Si; 0,4—0,6 Cr; 0,2—0,3 Ni; 0,008 S; 0,08 P kam legirlangan cho‗yanni 0,8% ФС-75 bilan modifikatsiyalab hamda C3H8 propan kiritib, birgalikda ishlov berish ancha samaralidir. Propan bilan ishlov berilmagan, 0,8% ФС-75 bilan modifikatsiyalangan cho‗yanda quyidagi xossalarga erishilgan: qattiqligi HB 212—248; cho‗zilishdagi mustahkamlik chegarasi — 33—39 kg/mm2 ; bukilishdagi mustahkamlik chegarasi — 65—70 kg/mm2 ; egilish strelasi — 4,0—4,7 mm. Uni propan berib 2—4 min davomida tozalab va keyinchalik 0,8 ФС-75 bilan modifikatsiyalaganda mustahkamligi 10—15% ortadi. Bunda perlitli dispers sistema hosil bo‗ladi va grafit propan bilan tozalanmagan cho‗yanga qaraganda ancha tekis taqsimlanadi. Tarkibida oltingugurt miqdori kam bo‗lgan suyuq cho‗yanni ba‘zi uglevodorodlar bilan ishlaganda grafit sharsimon shaklda kristalli- zatsiyalanishi mumkin. Bunda ishlatiladigan uglevodorodlarda С : H nisbat qanchalik katta bo‗lsa, kristallizatsiyalanish shunchalik yuqori darajada bo‗ladi. Cho‗yan naftalin (C10H8) bilan ishlanganda eng yaxshi natijalarga erishiladi, lekin grafitning to‗la sharsimon shakli faqat cho‗yan karbid sistemasi bo‗yicha kristallizatsiyalanadigan sharoitlarda 281 6 7 8 9 hamda keyinchalik yumshatilganda hosil bo‗ladi. Suyuq cho‗yanga siqilgan havo oqimida kukunsimon grafit yoki uning asosida tayyorlangan aralashmalar bilan ishlov berilganda ferrosilitsiy bilan ishlov berilgandagiga qaraganda oqarishi ancha kamayadi, lekin quymalarda grafit spelini topish mumkin [17]. Piroeffekt beradigan qo‗shimchalar (masalan, Mg) maxsus qurilmalarda kiritiladi (1.9- rasmga q.). Qo‗shimchalar qalpoqqa joylashtiriladi, so‗ngra u metallga maxsus avtoklavdagi kovshda (4.7- rasm) yoki yig‗gichda kiritiladi.