|
-Mavzu: Po’lat va qotishmalarni termik ishlash
|
| bet | 18/27 | | Sana | 27.01.2024 | | Hajmi | 2,88 Mb. | | #146932 |
Bog'liq Avtomobillarda ishlatiladigan ashyolar fani maruza matni Yangi15-Mavzu: Po’lat va qotishmalarni termik ishlash.
REJA:
Po’lat va qotishmalarni termik ishlashning nazariy asoslari, termik ishlashning po’lat xossalariga ta’siri.
Termik ishlashning asosiy turlari (yumshatish, normallash, toblash, bo’shhatish).
Termik ishlash uchun ishlatiladigan qizdirish asboblari va detallarining yuza qatlamini toblash.
Ligerlangan po’latlarni termik ishlashning o’ziga hos xususiyatlari.
Mashinasozlik sanoatida ko’pgina po’lat va cho’yanlardan, shuningdek rangdor metall qotishmalaridan yasalgan buyumlarning fizikaviy, mexanik va texnologik xossalarini zarur tomonga keskin o’zgartirish maqsadida ularga termik va kimyoviy -termik ishlov beriladi.
Bu esa engil, puxta va chidamli mashinalar tayyorlashda metall qurilmalarda, metallarni tejashda, mashina va mexanizmlarning tannarxini pasaytirishda katta rol o’ynaydi.
Metallardan yasalgan buyumlarning kimyoviy tarkibini o’zgartirmay turib, ularning strukturalarini termik vositalar, ya’ni ma’lum temperaturagacha qizdirib, shu temperaturada ma’lum vaqt tutib turilgandan keyin har xil tezlikda sovutish yordamida o’zgartirish metallarni termik ishlash deyiladi.
1868 yilda rus olimi D.K.Chernov po’latlarning xossalari ularning strukturasiga bog’liqligini, strukturasini esa termik vositalar bilan o’zgartirish mumkinligini ko’rasatdi. Chernov po’latlarning kritik temperaturalarini aniqladi. Po’latlar bu kritik temperaturadan yuqoriroq temperaturagacha qizdirilganda yoki shu temperaturadan past temperaturagacha sovitilganda strukturasining o’zgarishi ular xossalarining o’zgarishiga olib kelishini ilmiy ravishda tushunintirdi.
2.Termik ishlash quyidagi gruppalarga bo’linadi:
Yumshatish. Normallash. Toblash. Bo’shatish.
1.Yumshatish. Po’lat buyumlarini ma’lum temperaturagacha qizdirib, shu temperaturada ma’lumi vaqt tutib turgach, asta-sekin sovutish yumshatish deyiladi.
Po’latlarni yumshatish quyidagi turlarga bo’linadi: past temperaturada yumshatish, chala yumshatish, diffuzion yumshatish, donador perlit hosil qilish uchun yumshatish, izotermik yumshatish.
1.Past temperaturada yumshatish, po’lat buyumlar sovuqlayin bosim ostida ishlaganda, vujudga keluvchi ichki kuchlanishhlarni, mo’rtlikni yo’qotishh maqsadida bajariladi.
Akademik A.A.Bochvar past temperaturada yumshatish temperaturasini quyidagicha aniqlashni tavsiya etadi.
Past temperaturada yumshatish uchun 600-700oS oraligi’dagi temperaturagacha qizdirib yumshatiladi.
Chala yumshatish. Ba’zi hollarda quyma va pokovka ko’rinishidagi po’lat buyumlar ichki kuchlanishhlardan holi qilib, strukturalarini mexanik ishlovdan avval yaxshilash maqsadida chala yumshatiladi. Buning uchun evtektoidgacha bo’lgan po’lat buyumlar As1 kritik temperaturadan (PSK) chizig’idan yuqoriroq va As3 chizig’idan pastroq temperaturada qizdirilib, shu temperaturada ma’lumi vaqt tutib turilgach, asta-sekin sovo’tiladi.
To’la yumshatishdan maqsad, yirik donali mo’rt po’lat quymalar va pokovkalarning xossalarini birmuncha yaxshilash, ya’ni bir tekis mayda donali qilish va ichki kuchlanishhlarni kamaytirish talab etiladi. Mana shu uchun ham po’lat buyumlar to’la yumshatiladi. Buning uchun po’lat buyumlar As3 chizig’idan 30-50oS yuqori temperaturada qizdirib, bu temperaturada buyumning butun hajmi bo’yicha austenit struktura hosil bo’lishhi uchun yetarlii vaqt tutib turiladida, so’ngra ast-sekin sovo’tiladi.
Normallash. Po’latlarni normallash operatsiyasi yumshatish operatsiyasiga o’xshashdir, lekin bunda po’lat buyum austenit holatidan bir oz tezroq sovo’tiladi.
Normallangan kam uglerodli (S<0,3%) po’latlarning strukturasini ko’rsak u ferrit bilan perlitdan iborat bo’lib, xossalari yumshatilgan po’latlarnikidan ozgina farq qiladi. Vaqtni tejash uchun po’latlar yumshatilmay, balki normallanadi.
O’rtacha (S0,3q0,5%) uglerodli po’latlarda normallash bilan yumshatish bir-biridan ancha farq qilganligi sababli normallash yumshatishning o’rnini bosha olmaydi.
Normallash toblash, bo’shhatishga o’rnini bosa oladi.
Toblash. Ko’pgina hollarda konstruksion po’latlardan tayyorlangan buyumlar puxtaligini, asbobsozlik po’lat buyumlar qattiqligi va keskirligini, shu bilan birga po’latlarning yeyilishiga va korroziyaga chidamliligini oshirish maqsadida ular toblanadi.
Po’latlarni toblash uchun ular GSK chizig’idan 30-50oS yuqoriroq temperaturagacha qizdirilib, bu temperaturada ma’lum vaqt tutib turilgandan keyin tez sovo’tiladi.
Uglerodli po’latlar uchun sovutuvchi muhit sifatida, ko’pincha sovuq suvdan, ligerlangan po’latlar uchun esa mineral moylar va boshqa eritmalardan foydalaniladi. Tarkibidagi uglerod 0,25% dan kam bo’lgan po’latlar amalda toblanmaydi, chunki uglerodning kamligi austenitning martensit strukturaga o’tishh temperaturasini ko’tarib, toblashda vujudga keluvchi qattiq eritmaning parchalanishiga sabab bo’ladi. Toblangan po’lat buyumlardagi ichki kuchlanishhlarni kamaytirish maqsadida bo’shhatiladi.
Bo’shhatish. Toblangan po’lat buyumlarning mo’rtligini va ichki kuchlanishhlarini kamaytirish, shu bilan strukturani yaxshilash maqsadida ular bo’shhatiladi.
Po’lat buyumlarni bo’shhatish uchun ular As1 (723oS) kritik temperaturadan pastroq temperaturagacha qizdirilib, shu temperaturada ma’lumi vaqt tutib turilgandan keyin sovitiladi.
Agar bo’shhatish temperaturasi qancha yuqori bo’lsa, toblangan po’lat qattiqligi Shuncha pasayadi.
Masalan, toblangan buyumning qattiqligini saqlab qolganl holda, ichki kuchlanishhlardan holi qilish uchun 180-220oS da bo’shhatiladi.
3.Po’latni toblashda qizdirish temperaturasi to’la yumshatishda qizdirish, temperaturasi kabi evtektoiddan oldingi po’lat uchun As3 nuqta dan 30-50oS yuqoridir.
Yuza toblash. Yuza toblashda detalning yupqa yuza qatlamigina kritik nuqta dan yuqori temperaturagacha qizdiriladi, ichki qismidagi metall deyarli qizimaydi. Toblangandan keyin detalning yuza qatlami qattiq o’zagi esa qovushhqoq bo’ladi.
V.P.Vologdin usulida yuqori chastotali tok bilan qizdirilib toblash sanoatda keng ko’lamda qo’llaniladi, chunki uning ishi unumi yuqori bo’lib, boshqarishi oson va toblangan sirtqi qatlamning sifati yaxshi chiqadi. Toblanadigan detal (5) induktor (g’altak) (4) ichiga joylanadi, induktor orqali esa yuqori chastotali tok o’tkaziladi. Tok elektr dvigateli (2) dan harakatga keladigan mashinaviy generator (1) dan, transformator (3) orqali keladi. Bu vaqtda detalda hosil bo’ladigan induktiv tokning zichligi detalning sirtida eng katta bo’lib uni tez qizdiradi.
15.2-rasm
Austenit strukturali uglerodli po’latlarni turli tezliklarda sovutishda struktura o’zgarishi.
E vtektoid po’latni austenit holatigacha qizdirib, shu temperaturada ma’lum vaqt saqlab, uy temperaturasigacha asta-sekin sovitilganda o’tuvchi struktura o’zgarishhlari Fe-Fe3C holat diagrammasida ko’rilganidek sodir bo’ladi, ya’ni bunda temperaturasi As1 kritik temperaturaga kelib austenit donlari ferrit va sementit donlariga parchalanadi.
-Feα (C) Feα(C) Q Fe3C. Bu fazalar uy temperaturasigacha saqlanadi.
Austenit strukturali po’lat katta tezlikda sovitilsa, yuqorida ko’rilgan struktura o’zgarishlari bo’lmacligi aniqlangan. Bu jarayonni chuqur o’rganishh uchun evtektoid tarkibli po’latlardan namuna olib, ularni austenit holatgacha ya’ni, 780oS gacha qizdirib, batamom austyoniga aylanguncha shu temperaturada saqlab keyin ular 650o, 500o, 400o va 250o temperaturali muhitlarda to’la sovitiladi. Natijada austenitning parchalana boshhlanishi N1, N2, N3 va N4 harflari bilan, tugashi K1, K2, K3 va K4 harflar bilan belgilangan. Bu jarayon quyidagi grafikda keltirilgan.
Olingan materiallar asosida po’latni turli temperaturali muhitlarda sovutishda struktura o’zgarishini kuzatib holat diagrammasi tuziladi.
Koordinata sistemasining ordinata o’qiga austenit strukturali namunalarning sovutish temperatura qiymatlarini, abtsissa o’qiga esa ayni temperaturali muhitlarda tutib turish vaqtini masshtabda qo’yib, ularni turli temperaturali muhitlarda sovutishda austenitning parchalana boshhlash va tugash vaqtlarini o’tkazib, o’zaro tutashtirsak austenitning o’zgarmas temperaturali (izotermik) muhitda parchalanish holat diagrammasi tuziladi.
Diagrammadan ko’rainadiki, austenit strukturali evtektoid po’lat namunani 700-600oS temperaturali muhitga o’tkazib, to’la sovitilganda perlit struktura hosil bo’ladi.
Austenit strukturali namunani 600-500oS temperaturali muhitga o’tkazib, u yerda to’la sovitilsa yanada maydaroq ferritning sementitli donlaridan tashkil topgan sorbit struktura olinadi.
Sorbit - ingliz olimi va metallurgi G.Sorbi Austenit strukturali namunani 500-400oS temperaturali muhitga o’tkazib to’la sovitilsa ferrit va sementit donlarining yanada mayda strukturasi olinadi. Bu struktura troostit deyiladi.
Troostit – fransuz kimyog’ari L.Troost. Austenit strukturali namunani 400-240oS temperaturali muhitga o’tkazib sovitilsa, ferrit va sementitning juda ham mayda donlarini, ya’ni ignasimon troostit yoki beynitni hosil qiladi.
Beynit – amerikalik olim, metallrugiya E.Beyn.
Austenit strukturali po’latlarning o’ta sovutish darajasi ortgan sayin hosil bo’layotgan ferrit va sementit donlarining maydaligi ham ortadi.
Agar austenit strukturali evtektoid po’lat namunani o’ta sovitilsa, austenitdan uglerod temir karbidi (Fe3S) tarzida ajralishiga ulgurmay, qattiq eritmada qoladi, bunda eklari markazlashgan kub kristall panjaraga aylanadi. Natijada Fea ning uglerodli qattiq eritmasi (Fea(S)) hosil bo’ladi. Bu struktura martensit deyiladi.
Quyidagi rasmda perlit, sorbit, troostit va martensit strukturali po’latlarning mikrostrukturalari keltirilgan.
Yuqoridagilardan ko’rainadiki, termik ishlov berrib zarur strukturali (xossali) po’lat olish uchun austenit holatidagi po’latning sovutish tezligini to’g’ri belgilash kerak. Masalan, austenit holatidagi po’latlarni (sekundiga 50-70oS tezlikda) sovitilsa – sorbit mayda (sekundiga 80100oS tezlikda) sovitilsa – troostit va suvda (sekundiga 150-180oS tezlikda) sovitilsa martentsit strukturalar hosil bo’ladi.
Martentsitning mexanikaviy xossalari quyidagicha NVq600-650 (HRCq62÷66) nisbiy uzayish δ, nisbiy torayish ψ, zarbiy qovushhqoqligi an lar nolga teng, ρmq7,75gqsm2. Troostit va sorbit strukturalari martensit bilan perlit xossalari oralig’ida turadi.
Troostitniki NVq330-420, sorbitniki esa NVq230-320 kGqmm2.
Sorbit, troostit martensit strukturali holatga ega bo’lgan evtektoidli po’latning asosiy xossalari quyidagi grafikda keltirilgan.
4). Ma’lumki ko’pchilik legirlovchi elementlar (Cu, V, W, Mo, T1) Fe-Fe3C holat diagrammasidagi As1 va As3 kritik nuqtalar vaziyatini bir muncha ko’taradi. N1 va Mn esa kritik nuqtalarni pasaytiradi. Issiqlikni esa uglerodli po’latlarga nisbatan yomonrok o’tkazadi. Shu boisdan ham ularga termik ishlov berib, zarur temperaturagacha sekinroq qizdirilib, shu temperaturada uzoqroq vaqt tutib turish talab etiladi. Legirlangan po’latlar sifatida tezkesar po’lat (R18) dan tayyorlangan kesgichni kesuvchi kam yeyiladigan qilish maqsadida toblash, bo’shhatishni qanday rejimlarda olib borishni ko’rib chiqaylik. Buning uchun quyidagi grafikka murojaat qilamiz. Po’lat buyum avval 500-600oS temperaturagacha sekinroq tezlikda qizdirilib, shu temperaturada bir oz saqlangach, yanada sekinroq tezlikda 830-860oS temperaturagacha qizdirilib, shu temperaturada ma’lum vaqt tutib turilgach, so’ngra 1280oS temperaturagacha tezroq qizdirilib, shu temperaturada bir oz tutib turilgach, moyda yoki havoda sovitilib toblanadi.
rasm
Po’lat buyumni 500-600oS va 830-968oS temperaturagacha sekin qizdirishda struktura o’zgarishhlari natijasida hosil bo’lgan ichki kuchlanishhlar kichik bo’ladi. Bu temperaturadan 1280oS temperaturada sementit yorib sirtqi qatlami uglerodsizlanmaydi.
Toblangan po’lat 560oS temperaturada 2-3 marta bo’shhatiladi. Bunda martensitdan W, V karbidlari ajralib austenitni martensiga o’tishhhi tufayli po’latning qattiqligi ortib ichki kuchlanishhlar yo’qoladi.
|
| |
