Uv rejasida "Texnologiya" fanining qo’yilishi va uning tarixiy taraqqiyoti

2. TEMIR VA UNING QOTISHMALARI. QOTISHMALARNING HOLAT DIAGRAMMASI
2.1. Qotishmalar.
Qotishmalaming holat diagrammasi Ikki va undan ortiq elementni suyuqlantirish yoki boshqa usulda olingan jism aralashmasi qotishma deyiladi. Qotishmani tashkil etgan elementlar uning komponentlari deyiladi. Qotishmaning chegara sirtlari bilan o‘ralgan bir jinsli qismi faza deb ataladi. Komponentlar soniga ko‘ra ikki yoki ko‘p komponentli, fazalar soniga ko‘ra esa bir yoki ko‘p fazali qotishmalar mavjud. Muvozanat holatda turgan fazalar majmuyi sistema deyiladi. Sistemani tashkil etuvchi fazalar soniga xalal yetkazmay o'zgartirilishi mumkin boigan tashqi va ichki omillar (harorat, bosim va tarkib) soni sistemaning erkinlik darajasi yoki variantligi deyiladi. Muvozanat holatda turgan sistemaning fazalari, komponentlari soni bilan erkinlik darajasi orasidagi bog‘anish fazalar yoki Gibbs qoidasi deb ataladi va ushbu ko‘rinishda ifodalanadi: C = K-F + 2 bu yerda, С - sistemaning erkinlik darajasi; К - sistemani tashkil etuvchi komponentlar soni; F - fazalar soni. 0 ‘zgarmas bosimda yuz beruvchi jarayonlar uchun sistemaning erkinlik darajasi quyidagicha: С =K -F + l Metall suyuq holatda boiganda: C=K-F+2=1-1+1=1 Suyuq metall kristallanishi paytida: 29
C = K-F + 2 = l-2 + l = 0
Erkinlik darajasi nolga teng sistemalar variantsiz, birga teng sistemalar monovariantli va ikkiga teng sistemalar bivariantli deyiladi. Tashqi va ichki omillar o‘zgartirilganda variantsiz sistema fazalarining soni o‘zgaradi, monovariantli sistemaning fazalari esa o‘zgarmaydi. Qotishma tarkibiga kiruvchi komponentlar o‘zaro ta’sirlashganda mexanik aralashma va qattiq eritma yoki kimyoviy birikma hosil qilishi mumkin. Aytaylik, qotishma ikki (A va B) komponentdan iborat bo‘lsin. Bunda ikki holatni kuzatish mumkin. Birinchi holatda komponentlar suyuq holda bir-birida cheksiz erisa ham har biri alohida-alohida kristallanadi . Odatda, bunday murakkab tuzilishga ega sistema mexanik aralashma deyiladi.
Bu holda о 'rin olish qattiq eritmasi hosil boMadi. Agar eruvchi В komponent A erituvchi komponent kristall panjarasining atomlari orasiga joylashsa, singish qattiq eritmasi deyiladi. Shunday metallar borki, ular bir-birida cheksiz eriydi. A komponent kristall panjarasidagi atomlar o‘rinlarini В komponent atomlari borgan sari almashtirib, natijada A komponent kristall panjarasi o‘miga В komponent kristall panjarasi hosil boMadi. Kristall panjaralari yoqlari markazlashgan kub panjaraga ega elementlar: nikel va mis, oltin va kurnush, molibden va volfram, vannadiy va titan kabi elementlar birbirida cheksiz eriydigan qattiq eritmalarni hosil qiladi. Bir-birida cheksiz eriydigan qattiq eritmalar hosil boMishi uchun quyida ko‘rsatilgan shartlar bajarilishi lozim: - qattiq eritmani tashkil etgan komponentlaming elementar kristallari bir xil boMishi kerak; - komponentlar atomlarining radiuslari bir-biriga yaqin boMib, ulaming farqi 15 % dan oshmasligi zarur; - komponentlar atom valentlik elektronlari bir-biriga yaqin boMishi, ya’ni Mendeleyev davriy sistemasidagi komponentlar yaqin joylashishi zarur.
Kimyoviy birikmalar hosil boiishida, kristall panjaraga bog'liq maxsus xossalar paydo bo‘ladi. Kimyoviy birikmalami qattiq eritmalardan farqlaydigan quyidagi holatlar mavjud: - kimyoviy birikma o‘ziga xos kristall panjara hosil qiladi, yangi turdagi kristall panjara uni tashkil qiluvchi komponentlarning kristall panjaralaridan tubdan farq qiladi; - kimyoviy birikmada elementlar massasining nisbati doimiy saqlanadi; shu sababli kimyoviy birikmalar AmB„ ko‘rsatkichda ifodalanadi (bu yerda m va n lar butun sonlar bo‘lib, elementlar atom nisbatlarini belgilaydi); - kimyoviy birikma xossalari uni tashkil etuvchilari xossalaridan keskin farq qiladi; - suyuqlanish harorati o‘zgarmas boiib, kimyoviy birikma suyuqlanish haroratigacha saqlanib qolishi ham, parchalanib ketishi ham mumkin; - kimyoviy birikmalar hosil bo‘lishida harorat o‘zgaradi, bunda atom elektron tuzilishlari bir-biridan keskin farq qiladigan komponentlar (masalan, MgSn, Mg2Rb, Mg3Bi2, Fe3C, WC, TiC kabi kimyoviy birikmalar) qatnashadi. Metallar bilan metallar birikkanda kimyoviy bogianishning metall bogianish turi qoladi. Odatda, bunday bogianish intermetallid bogianish deb, hosil boigan fazalar esa intermetalloidlar deb ataladi.
0 ‘zgaruvchan valentlikka ega Fe, Mn, Cr, W, S, Ti, V, Mo kabi elementlar kristall panjaralariga atom oichamlari kichik boigan uglerod, azot, bor, vodorod atomlari singishi mumkin. Bunga misol sifatida TiN, FeN, VN nitridlami va Fe3C, W2S, VC, TiC kabi karbidlami keltirish mumkin. Qotishmalarni berilgan haroratda qanday fazalardan iborat ekanligini ko‘rsatuvchi diagramma holat diagrammasi deyiladi. Bu diagramma muvozanat holatdagi diagramma boiib, muayyan haroratda qotishmani tashkil etuvchi komponentlarning aniq miqdorida qanday fazalar muvozanatda turganligini ko‘rsatadi.
Temir-uglerod qotishmalari shartli ravishda ikki komponentli qotishmalar jumlasiga kiradi. Tuzilishiga qarab qotishmalar turlicha xossalami namoyon qiladi. Shu sababli qotishmalaming tuzilishini, kimyoviy tarkibi bilan haroratga bogiiq ravishda o‘zgarishini holat diagrammalari yordamida o‘rganish maqsadga muvofiqdir.
Temirning kimyoviy belgisi Fe. D.I.Mendeleyev elementlar davl iy jadvalining 8-guruhida joylashgan, tartib raqami 26, atom og‘irligi S5.85, solishtirma og‘irligi 7,86 g/sm3 boigan yumshoq, plastik, kulrang tusdagi oqish metall. Temirning erish harorati 1539°C, qaynash harorati esa 2770°C. Texnik toza temir elektrotexnikada elektr motorlari, dinamo-mashinalar, elektromagnit o‘zaklari sifatida ishlatiladi. Kukun metallurgiyasida temir kukunidan turli detallar olinadi. Temir sanoatda ishlatilishi jihatidan salmoqli o‘ringa ega boigan cho‘yan va poiatning asosiy tarkibiy qismini tashkil etadi.
Tarkibida uglerod miqdori 0,025 foizdan kam temir-uglerod qotishmasi texnik temir deb ataladi. Toza temir yumshoq boiib, magnit xossasiga ega. Toza temirning mexanik xossalari 2.1-jadvalda keltirilgan.
Temir yaxshi magnitlanish xossasiga ega. Uning bu xossasi ferromagnitlik deyiladi. Temir qizdirilganda maium haroratga yetgach (768°C), ferromagnitlik xossasi yo‘qoladi. Bu haroratga to‘g‘ri keladigan nuqta Kyuri nuqtasi deyiladi. Kyuri nuqtasiga yaqinlashgan sari temirning ferromagnitlik xossasi pasayib boradi va boshqa xossalari birdaniga o‘zgarmaydi. Metallning mexanik va ba’zi fizik xossalari o'zgarmaydi, lekin elektr, magnit va issiqlik xossalari o‘zgaradi. Temirning ferromagnitlik xossasi o‘zgarganda u qayta kristallanmaydi, kristall panjaraning parametrlari o‘zgaradi.