Laboratoriya ishini o„tkazish uchun zarur asbob-uskunalar va
jihozlar:
Ikki komponentli sistemadagi turli qotishmalarning holat diagram-
masi, masshtabli chizg‗ich, rangli qalamlar va ma‗lumotnomalar.
Laboratoriya ishini o„tkazish qoidalari va xavfsizlik choralari:
Laboratoriya ishini o‗tkazish kafedraga tegishli laboratoriya xonala-
rida 12-14 ta talabaga o‗tkaziladi. Laboratoriya ishini o‗tkazishda o‗rna-
tilgan tartibda xavfsizlik choralari ko‗riladi.
Nazorat savollari:
1. Qotishmalarning holat diagrammasi nima?
2. Qotishmalarning holat diagrammasining ahamiyati nimadan iborat?
3. Qotishmalarning holat diagrammasini qurishning qanday usul-larini
bilasiz?
4. Holat diagrammalarning faza va struktura tashkil etuvchilari haqida
nimani bilasiz?
5. Sovush egri chizig‗i nima?
6. Ikki komponentli sistemadagi qotishmalarning holat diagramma-
sidan fazalar miqdori qanday aniqlanadi.
44
2 - LABORATORIYA ISHI
TEMIR-UGLEROD SISTEMASIDAGI
QOTISHMALAR HOLAT DIAGRAMMASINI TAHLILI
Laboratoriya ishni o„tishdan maqsad: Temir-uglerod sistemasi-
dagi qo-tishmalarning holat diagrammasini tahlil qilishni o‗rganish .
Laboratoriya ishini mazmuni: Temir-uglerodli (Fe-C) qotishma-
larni va termik ishlov berish jarayonlarini o‗rganish 1868 yilda e‘lon qi-
lingan Chernov D.K. ning "Lavrov va Kalakutskiyning po‗lat va
po‗latdan ishlangan qurollar haqidagi makolalarining 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 qilish-
ga Osmond F., Le Shatale (Fransiya), Austen R. (Angliya), Baykov
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 kumush-
simon oq rangdagi metall bo‗lib, suyuqlanish harorati 1539°C ga
teng. Temir ikkita
va
polimorf modifikatsiyaga ega:
modifi-
katsiyaga 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
qattiqligi past (HB 80-100) va mustahkamligi kichik (
v
=250 MPa),
lekin plastikligi yuqori (
=50%,
=80%);
Austenit (A) - uglerodning
-temirga singdirilgan qattiq eritmasi.
U temir-uglerodli qotishmalarda, faqat yuqori haroratlardagina
mavjud 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
chegarasidir. Austenitning qattiqligi HB 160-200, plastikligi juda
yuqori (
=40-50%);
45
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 b o‗lmay, ma‘lum
sharoitlarda 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
mustahkamligi past. Grafit aralashmalarining shakli o‗zgarish bilan
qotishmaning mexanik va texnologik xossalari ham o‗zgaradi; harorat
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
kristallanish 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
yomonlashadi);
Ledeburit (Л) - tarkibida 4,3% uglerod bo‗lgan austenit va
sementitning 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
etuvchilardan 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.
Temir-sementit holat diagrammasidan Fe-C li qotishmalarning
kristallanish jarayonlari, hamda suyuq qotishmani xona haroratigacha
sekin sovitganda uning strukturasidagi o‗zgarishlar o‗rganiladi.
46
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
kristallanish, 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
birlamchi 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
qotishmalarda, ya‘ni cho‗yanlarda birlamchi kristallanishda ledeburit
evtektikasi 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.
| 