В. А. Мирбобоев

МЕТАЛЛ ВА КОТИШМАЛАРНИНГ КОНСТРУКЦИОН
МУСТАХКАМЛИГИНИ ОШИРИШ УСУЛЛАРИ

Материалларнинг техник мустахкамлиги назарий мустах- камлигидан фарх килади. Материалшуносликнинг хал Х^илин‘ маган муаммоларидан бири техник мустахкамлик билан наза­рий мустахкамликни бир-бирига якинлаштиришдан иборатдир. Назарий мустахкамлик атомлар орасидаги тортишиш кучи ху- сусиятлари билан белгиланади ва х^ис°блаб аникланади. Бун­дай мустахкамлик техник мустахкамликдан юз, х^атто минг баробар каттадир. Реал металлардаги техник мустахкамликни назарий мустахкамликдан бундай фарц к^илиши металл крис­талл панжаранинг нуксонли тузилишларидандир.


Дислокация
42- раем. Металларнинг деформация- га харшилигпни структурадаги нук- сон зичлигнга борликлиги графиги.
^{Кристалл тузилишдаги дислокация сонини бошкаришнинг металл мустахкамлигига таъсири 42-расмда келтирилган. Мус- тахкамликнинг дислока­ция сонига богликлигн конуни тугри чизикли функция булмай, дисло­кация сони бнрор-бир критик кийматга эга бул- ганда энг кам мустах,- камликка эга буладиган, яъни минимум мустах- камликка эга булган чи- зицли функциядир. Дис­локация сони х.ар бир см2} юзада 10⁶—10⁸ га етган- да кристалл жисм мини­мал мустахкамликка эга булади (42- раем, а даги критик нухта). Бу нухта- нинг чап томонидаги эг- ри чизих кисмида дисло-
кация сони камайиши билан муста^камлик кескин кчпаяди» унг томонида эса дислокация сони ортиши бклан м-
лик ортиб боради. Демак, амалда мустахкамликни _г...риш учун дислокациянинг сонини камайтириш ёки купайтириш. усулларини цуллаш мумкин. Биринчи усул фацат яхлит крис­талл доначадан иборат булган материалларда, яъни якка доначали нозик толалар олишда кулланилади. Бундай тола- ларда дислокация сони жуда кам булиб, мустахкамлигш эса назарий мустахкамликка яцинлашиб боради. Лекин амал­да бундай толаларни олиш анча кинин ва иктисодий нокулай булганлигп учун бундай толалар фацат илмий текшириш иш- ларида кулланилади. Шундай булса $ам баь^и пайтда ком позицион материалларни зурицишга мустахкамлигини ошириш учун кушимча сифатида бундай толалар цулланиши мумкин.
Иккинчи усул, яъни дислокация зичлигини оширишга асос- ланган мустахкамликни ошириш усули амалиётда кенг ^улла- нилади. Бундай мустахкамликни ошириш усуллари дислсхация- лнпг силжиш тусикларини хосил килишга асосланган. Масалан». бунта деформацией мустахкамлаш (наклёп), легирлаш, тер­мик ишлаш, кимёвий-термик ишлаш хамда термомеханик иш- ловларни курсатиш мумкин. Бу усуллар ёрдамида бир группа днелокацияни иккинчи группа дислокациялари тухтатиб кэли- ши мумкин ёки кучаётган дислокацияни легирловчи элемент- лар атрофнда хосил буластгаи кучланиш майдони хам тухтата опади. Кучаётган дислокацияларни тухтатишда доначалар ва бтокларнинг чегаралари, иккинчи фазани ташкил циладиган узга кушпмчалариинг хиссалари хам катта булади.
Шундай цилиб, 42- раемда келтирилган критик нуктадан унг томонда муста^камликнинг ошиши дислокация зичлигининг ошиш хисобига булади. Лекин дислокация зичлигини тухтов- сиз ошириб булмайди. Металларда дислокация зичлигини энг катта ^иймати дарз ^осил булиши билан чегараланади. Дисло­кациянинг критик зичлигидан (10⁶—10⁸ см^-2) дарз хосил бул- гунча (10¹²—10¹³ см ²) зичликни ошишида матерналга цуйила- ётган кучланиш билан дислокация зичлиги орасида ^уйидаги богланиш мавжуд:
а = а а j.7 ।
Бу ерда о — дислокация зичлиги ошмасдан аввалги, яъни металлнинг юмшатилган холатидаги силжишга булган мустах- камлиги; а — .материалнинг хусусиятлари (кристалл панжара тузилиши, донадорлиги ва х. к.) га боглик булган коэффициент; в — Бюргерс векторининг киймати; р — дислокация зичлигининг ошиш даражаси. Х^ис<эблар шуни курсатдики, дислокация зич­лиги 10¹²—10¹³ см ² га етганда окувчанлик чегарасидаги мус- тахкамлик (ст_о.) 10~²—10~³ G га етиши мумкин.
Легирлаш усули билан мустахкамликни оширишда, яъни

дислокация кучишини тухтатишда легирловчи элементлар маълум М1щдорда цушилгандагина яхши натижа бериши мум­кин. Дислокация кучиши легирловчи элементларнинг атом улчамларига, аницроги легирловчи элемент билан асосий эле­мент атомлари улчамлари орасидаги фарцца боглиц булади. Бу богланиш Мотта ва Набарро формулалари орцали цуйидагпча ифодаланади:
ст, = GzECiV.
Бу ерда е атом улчамлари коэффициента булиб, (г—г_о)/го га тенг (г ва г₀— легирловчи ва эритувчи элементларнинг атом улчамлари), G — эритувчи элементнинг силжиш модули, С — легирловчи элементнинг цотишма таркибидаги атом миц- дори.
Легирловчи элементлар сифатида кушиладиган цушимчалар котишм :да сингдирвш ёки урин алмашиш цаттиц эритмасини хосил килиши мумкин. Мустахкамликнинг ошиши эса 1\андай турдагп эритма хосил булишига боглик. Масалан, сингдириш цатти^ эритмаси урин алмашиш каттик эритмасига Караганда мустахкамликни купрок оширади. Сингдириш катти^ эритма- ларида мустахкамликни (о) окувчанлик чегарасидаги мустах- камлик (ст.,. )^10~³G) га етказиш мумкин.
Баъ и металл котишмаларпни тоблашда ёки эскиртиришда иккиламчи фазалар (оралик фазалар) ажралиб чи^иши мум­кин. Котишмада ана шу фазаларнинг жойлашиши дислокация кучиши: а тус;щ булади. Агар бундай кушимчалар юмшок асос- дг теки таксимланган булса, яхши натижа беради. Дислока­ция ана шу туси^ца учраганда булиниши ёки туси^ни четлаб утиши мумкин. Иккала хрлда хам металлнинг пластик дефор- мацияланиши цийинлашади. Иккиламчи фазалар таъсирини цуйидаги формула буйича хисобга олиш мумкин:
o_z = G-в k.
Бу ерда k — цушни иккиламчи фазалар орасидаги масофа. Бу усул билан мустахкамликни ошириш жараёнида окувчанлик чегарасидаги кучланиш циймати 10^{_ 2}G га етиши мумкин. Бун­да купинча карбид ва нитридлар иккиламчи фаза сифатида уч- райди. Дислокациянинг кучишига донача чегаралари тусцин- лик цилади, цушни доначаларда силжиш юзалари бир-бирига тугри тушмайди, чунки доначалар ёки ундаги майда блоклар- хам бир-бирига нисбатан х^аР хил бурчакда жойлашган. Шу- нинг учун улар деформацияланишга царшилик курсатади. Мус­тахкамликнинг бундай ошишини Холла-Петча ифодаси ортали куйидагича ёзиш мумкин:
ст₍ = ст,, kd ^1,г-
Бу ерда сто ва k — узгармас цийматлар, d эса доначанинг урта- ча у.1чамп.
Мустахкамликни шу йул билан 10^-4G га етказиш мумкин. Шундай цилиб, дислокациянинг кучишини тухтатишга имкон берадиган структура тузилишига эга булиш мумкин. Бу струк­тура маълум ^ажмда ички кучланишларнинг тупланишига йул ^уймаган ^олда мустахкамликни унлаб марта оширишга им­кон беради. Бунинг учун ^отишмани легирлаш, ^отишма эле- ментларини узга ^ушимчалардан тозалаш, цотишма доначала- рини майдалаш каби ишлар бажарилади.
Ишлатилаётган материалларнинг хажмий .мустахкамлиги- дан танщари шу материаллардан тайёрланган машина восита- ларининг ишчи юзалари хусусиятлари хам катта ахамиятга эга. Ишчи юзаларнинг юза катти^лиги, ишцаланишда емири- лишга ^аршилиги катта булиши керак. Бундай хусусиятларга юзани модификациялаш ортали эришилади. Масалан, юзани пластик деформациялаш ортали пухталикни ошириш мумкин, юзани тоблаш ортали юзадан маълум чу^урликдаги структу- рани майдалаш, юза ^атламини бошца элементлар билан диф­фузной бойитиш мумкин. Х,озирги вацтда амалиётда цуллани- лаётган бундай усуллар 5-жадвалда келтирилган.
Машина воситалари ишчи юзэларини узок муддат ишлаши- га эришиш керак. Бунинг учун конструкцияларни тугри танлаш хамда юза микронотекислигини ГОСТ га биноан белгилаш лозим.