4
Amaliyot mashg„ulotlarining mavzulari, asosiy matn, topshiriqlar,
variantlar, masala va misollar, ko„rsatmalar
1 – AMALIY MASHG„ULOT
TEMIR-UGLEROD SISTEMASIDAGI QOTISHMALAR
HOLAT DIAGRAMMASINI O„RGANISH
Ishning maqsadi: Temir-uglerod sistemasidagi qotishmalarning
holat diagrammasini tahlil qilishni o‗rganish.
Amaliy mashg„ulot mazmuni: Temir-uglerodli (Fe-C) qotish-
malarni va termik ishlov berish jarayonlarini o‗rganish 1868 yilda e‘lon
qilingan Chernov D.K. ning "Lavrov va Kalakutskiyning po‗lat va
po‗latdan ishlangan qurollar haqidagi maqolalarining tanqidiy tahlili
hamda ushbu soha bo‗yicha Chernov D.K. ning o‗z tadqiqotlari"
maqolasi bilan boshlanadi. Chernov D.K. birinchi bo‗lib, po‗latda
kritik nuqtalar borligini ko‗rsatdi va temir-sementit diagrammasi haqi-
da dastlabki tushunchani berdi. Keyinchalik temir-uglerodli qotish-
malarni o‗rganishga hamda temir-uglerod diagrammalarini tahlil
qilishga Osmond F., Le Shatale (Fransiya), Austen R. (Angliya), Bay-
kov A.A. va Gudsov N.T. (Rossiya), Rozenbaum (Gollandiya), Gerens
P. (Germaniya) va boshqalarning ishlari bag‗ishlandi.
Temir va uglerod Fe-C qotishmaning strukturasi va xossalariga
bog‗liq bo‗lgan asosiy komponentlar hisoblanadi. Toza temir kumushsi-
mon oq rangdagi metall bo‗lib, suyuqlanish harorati 1539°C ga teng.
Temir ikkita
va
polimorf modifikatsiyaga ega:
modifikatsiyaga
911°C dan past va 1392°C dan yuqori haroratlarda;
modifikatsiyaga
esa 911-1392°C haroratlar intervalidagisi kiradi. Harorat va uglerod
miqdoriga bog‗liq holda Fe-C li qotishmalarning quyidagi struktura
tashkil etuvchilari mavjud:
Ferrit (Ф) - uglerodning
-temirga singdirilgan qattiq eritmasi.
Xona haroratida
-temirda uglerod 0,005% gacha eriy oladi; eng ko‗p
eruvchanlik 727°С haroratda bo‗lib, 0,002% ga teng. Ferritning qattiqli-
gi past (HB 80-100) va mustahkamligi kichik (
v
=250 MPa), lekin plas-
tikligi yuqori (
=50%,
=80%);
Austenit (A) - uglerodning
-temirga singdirilgan qattiq eritmasi.
U temir-uglerodli qotishmalarda, faqat yuqori haroratlardagina mav-
jud bo‗la oladi. Uglerodning
-temirdagi eng ko‗p eruvchanligi
1147°C da bo‗lib, 2,14% ga teng. 727°C da esa 0,8%. Bu harorat Fe-C li
qotishmalarda austenitning barqaror mavjud bo‗lishligining pastki
5
chegarasidir. Austenitning qattiqligi HB 160-200, plastikligi juda yu-
qori (
=40-50%);
Sementit (Ц) - temirning uglerod bilan kimyoviy birikmasi (temir
karbidi Fe
3
C). Sementitda 6,67% uglerod bor. Uning suyuqlanish
harorati 1600°С atrofida. U juda qattiq (НВ-800) mo‗rt va amalda
umuman plastik emas. Sementit barqaror bo‗lmay, ma‘lum sharoit-
larda Fe
3
C->3Fe+C reaksiya bo‗yicha grafit ko‗rinishda erkin uglerod
ajralib parchalanadi.
Grafit (Г) - bu erkin uglerod bo‗lib, yumshoq (НВЗ) va mustah-
kamligi past. Grafit aralashmalarining shakli o‗zgarish bilan qotish-
maning mexanik va texnologik xossalari ham o‗zgaradi;
Perlit (П) - tarkibida 0,8% uglerod bo‗lgan ferrit va sementitning
mexanik aralashmasi. Perlit plastinkasimon va zarrasimon (globulyar)
bo‗lishi mumkin. Bu sementitning shakliga (plastinka yoki zarralarga)
bog‗liq bo‗lib, perlitning mexanik xossalarini belgilaydi. Xona
haroratida zarrali, ya‘ni donali perlitning mustahkamlik chegarasi
v
=800 MPa ga, nisbiy cho‗zilishi
=15%, qattiqligi HB 160 ga teng.
Perlit quyidagicha hosil bo‗ladi: sementit plastinkasi yoki austenit
zarrasi chegarasida o‗sa boshlaydi, yoxud metallmas aralashma Kristal-
lanish markazi bo‗lib hisoblanadi. Bunda qo‗shni qismlarda uglerod
kamayadi va ularda ferrit hosil bo‗ladi. Bu jarayon sementit va ferritning
parallel plastinkalari va donachalaridan (zarralaridan) tashkil topuvchi
perlit zarrasi (donachasi) hosil bo‗lishiga olib keladi. Qancha yirik
sementit ajralib chiqsa, perlitning mexanik xossalari shuncha yomon-
lashadi);
Ledeburit (Л) - tarkibida 4,3% uglerod bo‗lgan austenit va semen-
titning mexanik aralashmasi (evtektika). Ledeburit suyuq qotishmaning
1147°С haroratda qotishidan hosil bo‗ladi. Uning qattiqligi НВ 600-700
ga teng, juda mo‗rt. 727°С haroratda austenit perlitga aylanganligidan,
bu o‗zgarish ledeburit tarkibiga kiruvchi austenitni ham qamrab oladi.
Buning natijasida 727°С haroratda ledeburit austenitning sementit bilan
aralashmasi emas, balki perlitning sementit bilan aralashmasidan iborat
bo‗ladi.
Fe-C li qotishmalarda yuqorida sanab o‗tilgan struktura tashkil etuv-
chilardan tashqari oksidlar, nitridlar, sulfidlar, fosfidlar, ya‘ni kislorod,
azot, oltingugurt va fosfor bilan hosil qilingan birikmalar ko‗rinishidagi
keraksiz metallmas aralashmalar ham bo‗lishi mumkin.
6
Temir-sementit holat diagrammasidan Fe-C li qotishmalarning
kristallanish jarayonlari, hamda suyuq qotishmani xona haroratigacha
sekin sovitganda uning strukturasidagi o‗zgarishlar o‗rganiladi.
Diagramma (1.1-rasm) toza temirdan sementitgacha (6,67% C)
bo‗lgan miqdorli qotishmalarning faza tarkibi va strukturasini ko‗rsatadi.
Tarkibida 0,02 dan 2,14% gacha uglerod bo‗lgan qotishmalar po„lat
deb, 2,14 dan 6,67% gacha uglerod bo‗lgan qotishmalarga cho„yan deb
ataladi.
Fe- Fe
3
C
diagrammasi sodda holda ko‗rsatilgan. Birlamchi kristal-
lanish, ya‘ni suyuq qotishmaning qotishi AS likvidus chizig‗iga mos
keluvchi haroratlarda boshlanadi. Bu diagrammadagi A nuqta temirning
suyuqlanish (qotish) harorati 1539°C ga mos keladi. D nuqta esa
sementitning suyuqlanish (qotish) harorati 1600°C ga mos keladi.
AECF solidus chizig‗i oxirgi qotish haroratiga mos keladi. AS
chizig‗iga mos keluvchi temperaturalarda suyuq qotishmadan austenit, D
chizi-g‗iga mos keluvchi temperaturalarda esa birlamchi sementit deb
ataladigan sementit kristallanadi. 1147°C haroratda va uglerod miqdori
4,3% bo‗lganda S nuqtada suyuq qotishmadan bir yula austenit va
birlamchi sementit kristallanib evtektika - ledeburit hosil qiladi.
AE solidus chizig‗iga mos kelgan haroratlarda tarkibida 2,14%
gacha uglerod bo‗lgan qotishmalar uzil-kesil qotadi va austenit hosil
bo‗ladi. ECF solidus chizig‗ida tarkibida 2,14 dan 6,67% gacha uglerod
bo‗lgan qotishmalar uzil-kesil evtektika (ledeburit) struktura hosil qilib,
qotadi. Struktura avvalroq, suyuq qotishmadan hosil bo‗ladi: 2,14 -
4,3% uglerod bo‗lganda austenit, 4,3 - 6,67% uglerod bo‗lganda birlam-
chi sementit hosil bo‗ladi (1.1-rasmga qarang).
Birlamchi kristallanish natijasida uglerod miqdori 2,14% gacha
bo‗lgan barcha qotishmalarda, ya‘ni po‗latlarda bir fazali struktura –
austenit hosil bo‗ladi. Uglerod miqdori 2,14% dan ko‗p bo‗lgan qotish-
malarda, ya‘ni cho‗yanlarda birlamchi kristallanishda ledeburit evtekti-
kasi hosil bo‗ladi.
Ikkilamchi kristallanish (qattiq holatda o‗zgarish) - GSE, PSK va
GPQ chiziqlarga mos keluvchi haroratlarda sodir bo‗ladi. Qattiq holatda
o‗zgarish temirning bitta allotropik modifikatsiyadan boshqasiga (
dan
ga) o‗tishi tufayli, hamda uglerodning austenit va ferritda
eruvchanligi o‗zgarishiga bog‗liq holda ro‗y beradi. Harorat pasayishi
bilan eruvchanlik kamayadi. Qattiq qotishmalardan ortiqcha uglerod
sementit ko‗rinishida ajralib chiqadi.
| 