19
II B O B
TEMIR-UGLEROD QOTISHMALARI
Bu bobda keltirilgan mavzularni o‘rganish natijasida
quyidagi bilim va ko‘nikmalarga ega bo‘lasiz:
• temir va uning xossalari;
• temir — uglerod qotishmalari;
• cho‘yanlar, ularning turlari va marka(rusum)lanishi;
• po‘latlar va ularning xossalari;
• po‘latlar tasnifi va markalanishi;
• po‘latlarning mashinasozlikda qo‘llanilishi;
• po‘lat va cho‘yanning ichki
tuzilishini mikroskop yor-
damida o‘rganish.
2.1. Temir-uglerod qotishmalarining
diagrammasi
Fanda temir — uglerod (Fe-C) holat diagrammasi po‘lat va
cho‘yan haqida fundamental bilimlar beradi. Uglerod temir
bilan kimyoviy birikma (sementit) yoki erkin holda grafit shak-
lida birikkan bo‘lishi mumkin. Temir va uglerod aralashmasini
o‘rganishdan oldin temirni qizdirganda va sovitganda sodir
bo‘ladigan o‘zgarishlar grafigini ko‘ramiz (9-rasm).
Grafikda temirning sovish va erish egri chizig‘i berilgan.
Ma’lumki, temir 1539 °C da eriydi.
Temirni qizdirganda bir
9-rasm. Temirning sovish va erish grafigi.
1539
φ
1401
910
766
768
910
1401
1539
γ
β
α
α
β
γ
φ
1600
1500
1200
1000
800
500
20
necha allotropik shakl o‘zgarishi bo‘lib o‘tadi. Temirni qizdirganda
va sovitganda egri chiziqlar birmuncha vaqt o‘zgarmay turadi.
Ular pog‘onalar bilan ifodalanadi. Bu pog‘onalar temir
soviganda ham, qiziganda ham unda o‘zgarishlar sodir bo‘lishini
ko‘rsatadi. Temirni qizdirganda sodir bo‘ladigan bu o‘zgarishlar
vaqtida metall berilgan issiqlikni o‘ziga oladi, soviganda ro‘y
beradigan o‘zgarishlar vaqtida metalldan issiqlik ajraladi.
Temir 768 °C dan past bo‘lgan haroratda magnit xossasiga
ega bo‘lib, kristall panjarasi markazlashgan kub panjaradan
iborat bo‘ladi. Temirning bu shakli
α
αα
αα-temir deb ataladi.
Harorat 768 °C dan oshganda temir magnitsizlanadi.
O‘zgargan temirning bu shakli
βββββ
-temir deb yuritiladi. 900—910 °C
da temirda kristall panjara o‘zgarib,
tomonlari markazlashgan
kub shaklini oladi.
Temir va uglerod qotishmalarida 910 °C da sodir bo‘ladigan
o‘zgarishlar, ayniqsa, katta ahamiyatga ega. Temirni rentgen
nurlari bilan tekshirganda, kristall panjaralarining o‘zgargan-
ligini ko‘rish mumkin, bunda temirga berilgan issiqlik ana shu
o‘zgarishga sarf bo‘lib, egri chiziq to‘xtab, pog‘ona hosil qiladi
va
γ-temirga aylanadi. Tomonlari markazlashgan panjara temirni
1400°C gacha qizdirgungacha o‘zgarmaydi va harorat 1401°C da
temirda kristall panjara yana o‘zgaradi
va markazlashgan kub
holiga o‘tadi (
γ-temir). Metall suyuq holga kelganda kristall
panjara buziladi va atomlar tartibsiz harakatda bo‘ladi.
Suyuq temir sovitilgan vaqtda hamma o‘zgarishlar teskari
tartibda takrorlanadi.
Temirning qattiqlik holati ikki xil fazoviy kristall panjaraga
ega bo‘lgan uch xil ko‘rinishda bo‘ladi.
Uglerod atomlari temir panjarasida joylashganda uglerod
temir bilan qattiq eritma hosil qiladi. Bu eritma
ferrit deb, Fe
qattiq
eritmasi austenit deb aytiladi.
Uglerod temirda yaxshi erimaydi. Uglerodning temirda
eruvchanligi haroratga bog‘liq: 720 °C da uglerod maksimal 0,05 %
gacha erishi mumkin, magnit xossasiga ega, elektr tokini yaxshi
o‘tkazadi, xona haroratida uglerod 0,006 % gacha erigan holda
bo‘ladi. Austenitda (
γ-Fe) uglerod 2,14 % eriy oladi. 1130°C
γ-temirning anchagina uglerodni eritish xususiyati bo‘lib,
termik
va kimyoviy termik jarayonlarni bajarish imkoniyatini tug‘diradi.
1868-yilda rus olimi D.K.Chernov tomonidan po‘latdagi
uglerodning miqdoriga qarab kritik nuqtalarning mavjudligi
21
aniqlangan. Temirda uglerodning eng ko‘p miqdori 6,67%
bo‘lib, bunda kimyoviy birikma hosil bo‘ladi.
Bu birikma
sementit (temir karbidi Fe
3
C) deb yuritiladi.
Sementit turg‘unmas kimyoviy birikma bo‘lib, u katta haroratda
bo‘linib ketadi:
Fe
3
C = 3Fe + C
Shuning uchun o‘rganilayotgan diagramma „Temir — se-
mentit“ yoki bo‘lmasa „Temir — uglerod“ holat diagrammasi
deb yuritiladi (10-rasm). Temir — uglerod
holat diagrammasi
yuqorida qurilgan uslubda olingan kritik nuqtalar va haroratlar
asosida masshtablarda chiziladi. Fe — C holat diagrammasini
tahlil qilamiz.
ACD chizig‘i
likvidus chizig‘i bo‘lib, uning yuqorisida
joylashgan hamma qotishmalar suyuq holatda,
AECF chizig‘i
esa
solidus chizig‘i bo‘lib, undan pastda joylashgan hamma
qotishmalar qattiq holatda bo‘ladi.
Chiziqlarning tavsifi
diagramma murakkab ekanini, ya’ni
1
va
2 tiðdagi diagrammalar yig‘indisidan tashkil topganligini
ko‘rsatadi. Bu yerda
A nuqtadan
E nuqtagacha
2 tiðdagi va
E dan
F gacha
1 tiðdagi diagrammalardir. Sovish jarayonida ara-
lashmadagi uglerod miqdoridan qat’i nazar,
AS chizig‘i bo‘ylab
