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.
necha allotropik shak! 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
a-temir deb ataladi.
Haro rat 768 °C dan oshganda temir magnitsizlanadi. O‘zgargan
temirning bu shakli
fi-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 Y-
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
(y-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
(Y-Fe) uglerod 2,14 % eriy oladi. 1130°C Y-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 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:
Fe3C = 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.
Massasi bo‘yicha uglerod miqdori, %
•
* ^ —
►
Po‘lat Cho‘yan
10-rasm. Temir — uglerod qotishmalarining holat diagrammasi.
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
tipdagi diagrammalar yig‘indisidan tashkil topganligini ko‘rsatadi.
Bu yerda
A nuqtadan E nuqtagacha 2 tipdagi va E dan F gacha 1 tipdagi
diagrammalardir. Sovish jarayonida ara- lashmadagi uglerod miqdoridan
qat’i nazar,
AS chizig‘i bo‘ylab suyuq aralashmalardan qattiq
eritmaning birinchi kristallari paydo bo‘la boshlaydi, bu
austenit
deb yuritiladi.
Demak,
ACE hududida aralashma ikki fazadan iborat bo‘lib, suyuq
aralashma va austenitdan tashkil topgan.
CD chizig‘i bo‘yicha suyuq aralashmadan qattiq sementit- ning
kristallari paydo bo‘la boshlaydi. 6,67 % C li sementitning bir
qancha kristallari paydo bo‘lib,
S nuqtada suyuq aralash- madagi
qolgan sementit kristallanadi va evtektik aralashma hosil qilib
(4,3 % S), 1147 °C da qotadi. Demak,
ECF chizig‘ida sementit to‘la
qotib bo‘ladi.
CFD hududi ikki fazali aralashmadan iborat bo‘lib,
suyuq qotishma va sementitdan iborat.
C nuqtada (4,3 % C) bir
vaqtning o‘zida austenit va sementit kristallanib, evtektika,
ledeburit hosil qiladi. Ledeburit tarkibida 2,14—6,67 % C bo‘lgan
hamma qotishmalarda mavjud bo‘ladi va bu qotishmalar
cho‘yan deb
yuritiladi.
E nuqta temirning uglerod (2,14 %) bilan to‘yingan nuqtasi
hisoblanadi.
E nuqtadan chap tomonda yotgan hamma qotishmalar to‘la
qotgan vaqtda austenitning bir o‘zidan iborat bo‘lib, bunday
qotishmalar
po‘lat guruhini hosil qiladi.
Qotgan qotishmadagi o‘zgarishlarni ko‘ramiz.
GSE, PSK va GPQ
chiziqlari ko‘rsatib turibdiki, qotgan aralashmalarda ham tuzilish
o‘zgarishlari yuz beradi. Qattiq holatdagi o‘zgarishlar temirning
bir modifikatsiyasidan ikkinchi modifikatsiyasiga o‘tishida
uglerodning temirda eruvchanligining o‘zgarishi hiso- biga bo‘ladi.
Diagrammada
AGSE hududida austenit (A) bo‘lib, qotishma sovishi
davomida austenitdan
GS chizig‘i bo‘ylab ferrit ajraladi. Ferrit
uglerodning Fe dagi qattiq eritmasi, boshqacha qilib aytsak, у-Fe a-
Fe ga o‘tadi. Bundan tashqari, haroratning 1147 °C dan 727 °C
gacha pasayishida uglerodning у-Fe da eruvchanligi 2,14 % dan 0,8 %
gacha pasayadi.
Diagrammada
SE chizig‘i bo‘yicha austenitdan ikkinchi sementit
ajraladi. Bu sementit qattiq qotishmadan ajralib chiqadi.
GSP hududi ikki fazadan iborat, ya’ni ferrit va bo‘linuv- chi,
o‘zgaruvchi austenitdan iborat.
S nuqtada (0,8 % C) 272 °C da hamma austenit bo‘linib, o‘zgarib,
ferrit va ikkilamchi sementitdan iborat mayin mexanik aralashma hosil
qiladi.
Ushbu evtektoid aralashma
serlit deb ataladi. Tarkibida 0,8 % dan kam
uglerod bo‘lgan po‘latlar
evtektoidgacha bo‘lgan po‘latlar va
tarkibida 0,8 %—2,14 % C bo‘lgan po‘latlar
evtektoiddan keyingi
po‘latlar deb ataladi.
PSK chizig‘i bo‘yicha barcha qotishmalarda hamma qoldiq austenitdan
perlit hosil bo‘ladi. Shuning uchun
PSK chizig‘i perlit hosil
qiluvchi chiziq deb yuritiladi.
Diagrammadan
S va C nuqtalarini bir-biriga solishtirsak,
quyidagilarni ko‘ramiz:
1.
|
