Reja: Ximik termik ishlash asoslari. Maqsadi. Po‘latlarni sementitlash. Turlari. Azotlash. Sianlash. Diffuzion metallashtirish. Po‘latlarni termo-mexanik ishlash asoslari. Yuqori va past temperaturali termo-mexanik ishlash. Tayanch

Po‘lat buyumlar yuzasini uglerodga to‘yintirish

Ma’lumki, po‘latning toblanish xossasi uning tarkibidagi uglerod miqdoriga bog‘liq bo‘ladi. Po‘lat buyum tarkibida uglerod miqdori 0,3% dan kam bo‘lsa, u toblanmaydi. SHuning uchun bunday po‘latlarning yuza qismi uglerodga to‘yintiriladi. Bunday jarayon sementitlash deyiladi. Odatda, tarkibida 0,08–0,3 % uglerod bo‘lgan uglerodli yoki legirlangan po‘latlarga kimyoviy-termik ishlov beriladi. Bu jarayon natijasida buyum yuzasidan o‘rta qismiga tomon uglerod miqdori kamayib boradi.
Sementitlash uch xil, ya’ni qattiq, suyuq va gaz muhitlarida amalga oshiriladi.
Qattiq muhitda sementitlash karbyurizatorda olib boriladi. Karbyurizator temir quti bo‘lib (10.1–rasm),uningichiga 60–90% pistako‘mir, 40–10% VaCO₃ yoki CaCO₃ tuzlari solinadi. Sementitlanadigan buyumlar karbyurizator ichiga solinib, og‘zi zich qilib bekitiladi. Pech 920–960°C haroratgacha qizdirilib, unga zich bekitilgan temir quti kiritiladi. Temir quti shu haroratda 1–10 soat ushlab turiladi. Karbyurizatorda quyidagi kimyoviy reaksiya sodir bo‘ladi:
2C + O = 2CO
So‘ngra 2CO = CO + C ga parchalanadi. Ana shu atomarholatdagi C buyumsirtiga singadi (diffuziyalanadi).
Sementitlanga nyuzadagi uglerod miqdori 0,8–1,0 % atrofida bo‘ladi, yuzadan ichkari qatlamga borgan sari uglerod miqdori kamayib boradi. Mashina detallariga bir qancha mexanik ishlov berilgandan so‘ng ular sementitlanadi. Keyin toblanadi va past haroratda bo‘shatilib, oxirgi
mexanik ishlov beriladi.

1. 
   –rasm. Sementitlash qutisi: 1 –qopqoq; 2 – namuna;
   

3 –sementitlanayotgan buyum; 4 –karbyurizator
Agar mashina detallarining yuzasida sementitlanishi kerak bo‘lmagan joylari bo‘lsa, o‘sha joylari olovbardosh loy yoki asbest bilan bekitib qo‘yiladi. Sementitlash usuli aniqlangandan keyin harorat belgilanadi. Sementitlash harorati austenit fazasining mavjudligi bilan belgilanadi. Sababi, uglerod austenitda ko‘p eriydi. Buyumning yuza qatlamidan ichkariga borgan sari uglerodning miqdori kamayib boradi. YUzadan ichkariga qarab perlit–sementit, keyin perlit–ferrit va materialning asosiy strukturasi joylashadi. Buyum yuzasida uglerod miqdorining ortishi qatlamning mo‘rtligini oshiradi. SHu sababli buyum yuzasida uglerod miqdori 1,1–1,2 % dan oshmasligi kerak.
Sementitlangan qatlamning xossalari harorat va shu haroratda ushlab turish vaqtiga bogiiq bo‘ladi (11.2–rasm).

2. 
   –rasm. Po‘lat yuzasini uglerodga to‘yintirish jarayonining harorat va vaqtga bog‘liqligi grafigi.
   

Po‘latlarni uglerodga to‘yintirish jarayoni texnikada ta’mirlash sohasida ham qo‘llaniladi. Bunda pistako‘mir hamda faollashtiruvchi birikmalar ishlatiladi va koks bilan shixta materialini tashkil etadi. SHixtadagi VaCO₃, tuzi uglerodning atomar holatda ajralib chiqishini tezlashtiradi. SaCO₃ tuzi esa shixta materiallarini bir–biriga yopishib qolishidan saqlaydi. Ishlatilgan shixta materiali elanib, yaroqli qismi yana yangi shixta materialiga qo‘shib ishlatiladi.
Po‘latni sementitlash haroratida ushlab turish vaqti talab etilayotgan
qatlamning qalinligiga bog‘liq bo‘ladi. Masalan, qatlamning qalinligi 0,8 mm ga teng bo‘lishi talab etilsa, yuqori haroratda tutib turish vaqti 7–8 soatni tashkil etadi. Agar dastlabki austenit donalari mayda bo‘lsa, sementitlash haroratini ko‘tarish mumkin.
Gaz muhitida (CO) buyum yuzasini uglerodga to‘yintirish, qattiq muhitda to‘yintirishga qaraganda bir qator afzalliklarga ega. Bunda kerakli qatlam qalinligini ta’minlash oson, jarayonni bajarish vaqti kam va uni mexanizasiyalashtirish, avtomatlashtirish mumkin. Sementitlash uchun maxsus uskunalar qo‘lanilmaydi, shu pechdan foydalanib termik jarayonlarni ham o‘tkazish mumkin.
Suyuq muhitda karbyurizatorda sementitlashda, qattiq muhitda karbyurizatorda sementitlashga nisbatan ish unumdorligi 3–5 marta yuqori bo‘ladi. Bunda ko‘pincha tuz eritmalaridagi elektroliz jarayonidan foydalaniladi. Mashina detallarining ish yuzalari uglerodga to‘yintirilgandan keyin toblanadi va past haroratda bo‘shatiladi.
Toblash natijasida uglerodli po‘lat yuza qatlamining qattiqligi 60–64 NRC ga, legirlangan po‘latlarniki esa 58–61 NRC ga teng bo‘ladi. Keyin ular past haroratda bo‘shatiladi.