14– ma’ruza. Mavzu: Kimyoviy – termik ishlashning fizikaviy asoslari. Tsementatsiyalash turlari. Yuzani to’yintirish mexanizmi va uning xossalari. Gaz muhitida tsementatsiyalash. Tsementatsiyalash pechlari. Reja

14– MA’RUZA.


Mavzu: Kimyoviy – termik ishlashning fizikaviy asoslari. Tsementatsiyalash turlari. Yuzani to’yintirish mexanizmi va uning xossalari. Gaz muhitida tsementatsiyalash. Tsementatsiyalash pechlari.


Reja:

1. 
   Tsementatsiyalanadigan po’latlar va ularni termik ishlash.
   
2. 
   Termik yaxshilanadigan po’latlar, ularni termik ishlash texnologiyasi va qo’llanilish joylari.
   

Amaliy maqsadlarda kerak buladigan materiallarni tanlash uchun ularning xususiyatlarini yaxshi bilish ke­rak. Materialning xususiyatlari uning tashqil etuvchilari tabiatiga, qotishma yoki kompozitsiyalarning tuzili­shi va xossalariga bog’liqdir.

Ma’lumki, detal’ ishlash davrida ishqalanib yoki korrozion yemiriladi. Bundan tashqari detallar statik va dinamik kuchlar ta’sirida uzoq vaqt bo’lganligi uchun charchash natijasida yemirilishi mumkin. Yoki bo’lmasa, tajo- vuzkor (agressiv) muhit ta’sirida ham yemirilishi mum­kin (katta bosim, yuqori haroratli gaz, kislota va ishqor muhitlari). Masalan, mexanik qopqoqlar (klapanlar), tsilindrli quvurlar (gil’zalar), turbinalar, suv isitgichlar va h.k. tafsilotlar chang (abraziv) muhiti yoki gaz bilan qum-tuproq zarralari aralashmasidan iborat chang, suv bilan qum-tuproq, zarrachalaridan iborat aralashma muhitlari ta’sirida barvaqt ishdan chiqadi. Xuddi shuningdek, tishli g’ildirak ishchi yuzalari, zoldirli podshipniklar va h.k. shunga o’xshash tafsilotlar ko’proq, o’zgaruvchan yuklama (nagruzka) ta’sirida bo’lganligi uchun charchash natijasida yemiriladi. Tsilindr gil’zalari, klapan, ressor tasmalari kabi detallar freting-korroziyali yeyilishi yoki aralash yeyilishi mumkin.
Shuning uchun avtomobil va qurilish mashinalari detallariga qo’yiladigan talablar umumiy va maxsus bo’lishi mumkin.
Umumiy talablarga kura tafsilotning statik va di­namik mustahkamligi belgilangan davr oraligida mashinaning tuxtamasdan ishlashini ta’minlashi kerak. Yaxshi texnologik va ishlay olish xossalariga ega bo’lishi kerak.
Maxsus talablarga kura material chang-gaz muhitida, tez zanglash mumkin bulgan muhitda, yuqori kuchlanish va issiqlik ta’sirida ishlashi va yetarli darajada uzoq, muddatda ishlay olishini ta’minlashi kerak. Ba’zida qotishmalarga juda maxsus xususiyatlarga ega bulishi xam talab etiladi (masalan, govori mustaxkamlik, o’ta zangbardoshlik, magnit xususiyatlari va x.k.) Buni qotishmalarning tarkibini legirlash xisobiga murakkablashtirilib, max­sus struktura tuzilishlariga erishish orqali ta’minlash mumkin. Lekin legirlash po’lat xususiyatlarini oshirishning qimmatbaxo usulidir. SHuning uchun legirlangan po’latlardan samarali foydalanish uchun ko’proq, kam le­girlangan va sifatli uglerodli po’latlarni qo’llashga erishish kerak.
Masalan, og’ir yuk ko’taradigan mashinalarning yarim o’qi (poluos’), burilish panjaning o’zagi (shkvoren po­vorotnoy tsapfi), porshenning barmoqlariga o’xshash de tallar ko’pincha legirlangan po’latlardan qilinadi. Le­kin yengil mashinalarning ana shunday detallarini si­fatli uglerodli po’latlardan (40, 45) tayyorlanib, ularga yuza toblash berilsa ham mo’ljallangan maqsadga erishish mumkin.
Po’latlarni tanlash uchun umumiy ko’rsatmalar quyidagicha: konstruktsiya (buyum)ni ishlash sharoitini tahlil qilish, uning geometrik o’lchamlari aniqligi, ishlash dav ri, ishlab chiqarish turi kabi shartlarini yaxshi bilish kerak. Shu nuqtai nazardan va maxsus talablardan kelib chiqib, po’lat guruxi tanlanadi. Shu guruxdan bir necha tamg’ani olib tahlil qiilinadi. So’ngra bitta tamg’a tanlab olinib, uni qo’llash boshqalarga nisbatan samarador ekanligi ko’rsatiladi.
Tsementatsiyalanadigan va nitrotsementatsiyalanadigan po’latlarni
tanlash
Mashinalarning ko’p qismlari tsementatsiyalanadigan va nitrotsementatsiyalanadigan po’latlardan tayyorlanadi. Ko’pincha tishli g’ildiraklar, shesternya, chervak o’qlari, tezliklarni qayta taqsimlash vositalarining hamda zol dirli ishqalanish vositalari (podshipniklar), o’lchov va kesuvchi asboblar va kalibrlarning mustahkamligini oshirishda materiallarni tanlash usulidan foydalaniladi. Mashina vositalari yoki kesuvchi va o’lchov asboblarining ish unumi po’latning to’g’ri tanlanganligiga bog’liq. Tsementatsiyalash yoki nitrotsementatsiyalash usuli detalning ustki va o’rta qismlari qattiqligi va plastikligining ma’lum nisbatini ham ta’minlaydi. Masalan, shesternya yoki tishli g’ildiraklar tishlari yuzasining kontakt kuchlar ta’siriga va egilishga chidamliligi katta bo’lishi kerak. Tishli g’ildirak va shesternyalarni tayyorlash uchun ko’pincha 25XGT po’lat tanlanadi.
Po’latdagi legirlovchi elementlarning miqdori kamaytirilsa, uglerodning austenitda erish darajasi ortishi mumkin. Masalan, 25XGT po’latda uglerodning aus­tenitda erish darajasi 0,83% dan oshmasligi kerak bo’lsa, 5% Mo, 0,5% Sg bilan legirlangan 25X05M05 po’lat austenitida erigan uglerodning miqdorini 1,32% gacha oshirishi mumkin, demak, undagi karbidning miqdori ham 2...3 marta ko’payadi.
Shuni ham aytish kerakki, tsementatsiyalanadigan 20XNZA po’latni kontakt kuchlanishga chidamliligi sinalganda, donacha chegaralaridagi 0,012 mm li to’r qatlami mustahkamlikni 20% kamaytirgan, 0,02 mm qatlamga ega bo’lgan nuqson esa tsementatsiyalangan po’latning mustahkamligini ikki barobar kamaytirgan. Odatda bunday nuqsonlar tsementatsiya qatlamining 10...20% ini tashkil qilishi mumkin. Bunday nuqsonlarga yo’l qo’ymaslik uchun tsementatsiya harorati kichik bo’lishi kerak. Shunday qilinganda ko’ra dog’ shaklidagi nuqson l ar yuksshishi yoki ular- ning kalinligi juda kam bulishi mumkin.
TSementatsiyalanadigan yoki nitrotsementatsiyalanadigan po’latlarni ganlashda X'GI berilgan katlam tarkibini tahminlash asosiy masala disoblanadi. Chunki hisoblab chiqilgan mustahkam yuza qatlam kalinligi buyumninguzok, muddat ishlay olishini tahminlaydi.
Masalan, kuyidagi masalaning yechimini gopish ke­rak: Tish qalinligi 6 mm bo’lgan tishli kichik g’ildirak (shesternya) tezliklar kqtisida ishlashi mo’ljallangan. Tishning ildiziga tushadigan kuchlanish 600 MPa ga yetishi mumkin. Tishning yuza qatlamidan 1,5 mm chuqurlikda qattiqligi 56 HRCdan kam bo’lmasligi kerak. Shu tishli g’ildirakni tayyorlash uchun po’lat tanlash kerak.
Adabiyot va ma’lumotnoma (spravochnik) larda tishli g’ildiraklar uchun legirlangan tsementatsiyalanadigan po’latlar ko’p ishlatilishi qayd etiladi. Masalan ishqa­lanish va zarbga ishlovchi tishli g’ildiraklar uchun 20XGR ni tanladik. Lekin masalada berilgan shartlarni 15 XF xam ta’minlaydi. Demak, ajratib olingan ikkala tamg’adan birini tanlash kerak. Ikkalasi ham tsementatsiya, tob lash va past haroratli bo’shatish berilganda masalada talab qilinganidek, yetarli darajada mexanik xossalarga ega bo’ladi.
Masalani yechimi uchun 15XF po’latini tanlash samaradorlikka egaga o’xshaydi, chunki texnik ishlovdan keyin tishning butunlay ko’ndalang kesimi bo’yicha donacha lar o’lchami nisbatan kichik (mayda donachali) bo’ladi, bu esa mo’rt yemirilishning oldini oladi. Po’lat 20 XGR da marganets bo’lganligi uchun, XTI va termik ishlovdan keyin donachalar nisbatan yirik va mo’rt yemirilish ehtimoli bor. Donachalarni maydalash uchun qo’shimcha termik ishlov berish kerak bo’ladi. Bu esa o’z navbatida mahsulotning tannarxini oshirishga olib keladi.
Yuqori o’zgaruvchan tok bilan qizdirib toblashga mo’ljallangan po’latlar
Odatda o’rta uglerodli va legirlangan po’latlar (ma­salan, 40; 45 yoki 40 X po’latlar) dan tayyorlanadigan buyumlarning ustki qismini mustahkamlash uchun ular yuqori o’zgaruvchan tok yorhamida qizdirib toblanadi. Lekin bu usul yetarli darajadagi yuqori mustahkamlik va ishqalanishga bardoshlilikni har doim ham ta’minlanmaydi. Keyingi vaqtda maxsus toblash chuqurligini oshirish mum­kin bo’lgan 58 (55 PP), 47GT, SHX4RP po’latlar keng qo’llanilmoqda. Ular uchun ma’lum hajmiy toblash rejasi belgilanadi. Bu usul ancha yuqori konstruktsion mustahkamlikni ta’minlaydi. Bu po’latlar murakkab shaklga ega bo’lgan mashina vositalari tayyorlashda ishlatiladi. Ular egilib, buralib ishlaydigan va kontaktdagi yuqori kuchlanishlar mavjud bo’ladigan sharoitda ko’proq qo’llaniladi.
Ma’lumki, 40, 45 po’latlardan tayyorlangan buyumlarning toblangan yuza qatlami nisbatan kichik, lekin o’rta qismining qovushoqligi katta. Bunday po’latlardan avto­mobil’ va traktorlarning tirsakli va taqsimlovchi val­lari tayyorlanadi. Lekin bunday po’latlar PP yoki RP po’latlar bilan almashtirilsa, govori chihamlilik va mustaxkamlik disobiga metall tejalishi, ikkinchi tomon- dan bunda legirlovchi elementlar xam kamrok, ishlatili- shi mumkin (32-jadval). Bu kimyoviy-termik ishlash o’rnini ham bosishi mumkin, bunda ishchilarning ishlash sharoiti ham yaxshilanadi.
Nazorat savollari

1. TSementatsiyala­nadigan va nitrotsementatsiyalanadigan po’latlarni tanlashda nimalarga e’tibor berish kerak?

2. TSementit turi po’lat mustaxkamligiga qanday ta’sir ko’rsatadi?

3. Yuqori tezlikda o’zgaruvchan tok yorhamida qizdirib toblash qanday po’latlar uchun va nima maqsadda qo’llaniladi?