LABORATORIYA ISHI
Termik va kimyoviy termik ishlov berilgan po‘latlarning mikrostrukturasi
taxlili
Ishdan maksad. Uglerodli po’latlarni termik ishlash turi, bajarilishi bilan tanishish
va ularning tuzilishi o’zgarishi qonuniyatlarini takrorlab, mustaqil ravishda zarur
termik ishlashlarni olib borib, ishlash natijalarini kuzatish.
Umumiy ma’lumot.
Ma’lumki, po’lat zagotovkalarni termik ishlashda ularni zarur xaroratgacha
qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt saklangach, turli tezlikda sovitiladi. Bunda
ularning kimyoviy tarkibi o’zgarmasa ham tuzilishi o’zgarishi xisobiga mexanik va
texnologik xossalari o’zgaradi. A.A.Bochvar tasnifiga ko’ra termik ishlash 1-xil
yumshatish, 2-xil yumshatish, toblash va bo’shatishlarga ajratiladi 1-xil yumshatishda
fazada o’zgarishlar bormaydi, Bu xil yumshatishlarga diffuzion, qayta kristallanish va
ichki zo’riqish kuchlanishlarini kamaytirish uchun olib boriladigan yumshatishlar
kiradi. 2-xil yumshatish faza o’zgarishlar bilan boradi. Bu xil yumshatishlarga to’la va
chala yumshatishlar, normallashlar kiradi. Tubanda uglerodli po’latlarni termik
ishlashda tuzilish o’zgarishlarini Fe-Fe
3
S xolat diagrammasining tegishli soxalarini
kuzataylik. Ma’lumki, perlit tuzilishli evtektoid po’lat zagotovkani uy xaroratida asta-
sekin qizdirib borsak, u As
}
, kritik xarorat (727°S) da austenitga o’tadi. Ferrit bilan
perlit tuzilishli evtektoidgacha bo’lgan po’latlarni asta-sekin qizdirib borsak, perlit
faza Acj kritik xaroratda austenitga o’tadi, xaroratning yanada ko’garilishida ferrit
faza austenitda eriy boshlab, As
3
kritik xaroratda esa batamom eriydi.
Agar perlit bilan ikkilamchi tsementit tuzilishli evtektoiddan keyingi po’latlarni
asta-sekin qizdirib borsak, perlit faza As/ kritik xaroratda austenitga o’tadi. Xarorat
yanada ko’tarilishida ikkilamchi tsementit austenitda eriy boshlab, u As
gp
kritik
xaroratda batamom eriydi.
Yuqoridagi ma’lumotlardan ma’lumki, Fe-Fe
3
C xolat diagrammasidagi GSE
chizikli kritik xaroratdan yukorirok xaroratda po’latlar austenit tuzilishli bo’ladi. Savol
tugiladiki, nima uchun po’latlarni to’la yumshatishda, toblashda, normallashda ularni
As
3
kritik xaroratdan 30-50°S gradus yukorirok qizdirish zarur. Kuzatishlar
ko’rsatadiki, po’latlarni kizdirishda ularning donlari, o’lchami kaytarilganlik
darajasiga k$fa tur l i tezlikda yiriklashadi. Masalan, yaxshi kaytarilmagan evtektoid
po’latlar ning donlari ulchami Aci+30:50°C xaroratgacha uzgarmasada bu xaroratdan
yukorirok xaroratda keskin yiriklashadi. Yaxshi kaytarilgan pulatlarda esa donlar
ulchamining keskin uzgarishi 900-950°S xaroratga tugri keladi. Buning boisi
shundaki, donlar aro joylashgan oksidlar, nitrid l ar, sulьfidlar v a boshka birikmalar
shu xaroratga kadar donlar usishiga karshilik kzfsatadi, lekin xarorat 900-950°S ga
2
yetganda ularning austenitda erishi yuz beradi. Binobarin ular donlar usishiga karshilik
kursata olmaydilar.
Po’latlarning bu xususiyatini kizdirish xaroratlarini belgilashda e’tiborga olish
kerak.
Agar pulatlarni bu kritik xaroratdan uta kizdirilsa masalan,
1000
-1100°S gacha
austenit donlar yiriklashib ketadi.
Ma’lumki, donlar birqancha yirik bulsa, ular shuncha mo’rt buladi. Agar
po’latlarni AE chiziqqa (Fe-Fe
3
S diagrammasiga qarang) yaqin xaroratda qizdirilsa,
yirik donli po’lat xavo kislorodi xisobiga kuyib, zagotovka ishga yaroqsiz xolga
keladi. Demak, po’latlarni termik ishlashda qizdirish xaroratini po’lat markasiga ko’ra
to’gri belgilashning ishlash sifatiga va ish unumdorligiga axamiyati g’oyat katta.
Termik ishlashda pechlar termojuftli potentsiometr bilan jixozlangan bulib, penni
zarur xaroratda saklaydi. (SHu bilan birga ba’zan amalda metallarni kizdirishda
ularning chuglanish ranglaridan xam foydalanish mumkin).
Metallarni kizdirishda ularning chuglanish ranglari.
Ikkinchi tomondan, masalan, evtektoid po’latni austenit xolatidan, sekin
sovitishda austenitda uglerodning erish qobiliyati kamayishi sababli undan uglerod
ajralib, sementit xosil bo’ladigan markazlarni yuzaga keltiradi. Austenitlarning sovish
tezligini rostlash ila perlit donlari o’lchamini o’zgartirish mumkin. Tubanda po’latlarni
termik ishlash usullar va ularni qanday bajarish xaqida ma’lumotlar keltiriladi.
Diffuznoy komshatishdan quyma po’lat zagotovkalar kimyoviy tarkibining
notekisligini tekislash maqsadida foydalaniladi. Buning uchun evtektoidgacha bo’lgan
po’lat zagotovkalarni As
3
kritik xaroratdan 200-300°S yuqoriroq xaroratgacha
3
qizdirib, shu xaroratda 15 soat saqlanadi, keyin 600°S xaroratgacha pech bilan birga,
so’ngra xavoda sovitiladi, Zagotovkalarni yuqori xaroratda qizdirishda austenit
donlaridagi uglerod va boshqa elementlar diffuziyalanib, tarkibi deyarli tekislanadi va
bunda austenit donlari yiriklashadi. SHu boisdan diffuzion yumshatishdan keyin
donlarni maydalash maqsadida zagotovkalar to’la yumshatilmogi kerak.
Qayta kristallanuvchi yumshatish. Sovuqlayin bosim bilan ishlangan po’lat
zagotovkalarning fizik puxtaligini pasaytirib plastikligini kutarish yo’li bilan ichki
zo’riqish kuchlanishlardan xoli etish maqsadida bu ishlovdan foydalaniladi. Buning
uchun po’lat zagotovkalarni 680-700°S xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum
vaqt saqlab, keyin pech bilan birga sekin sovitiladi.
Ichki zo’riqish kuchlanishlarni kamaytirish uchun yumshatish. SHtamplash,
payvandlash kabi texnologik usullarda olingan buyumlardagi ichki zurikish kuchlarni
kamaytirish uchun ular- ni 350-600°S xaroratgacha kizdirib, shu xaroratda ma’lum
vakt saklab, keyin pech bilan birga sekin sovitiladi.
Tula yumshatish. Yumshatishning bu usulidan yirik donli po’lat zagotovkalar
donlarini maydalash yo’li bilan tekislab, ichki zuriqish kuchlanishlaridan xoli etish
maqsadida foydalaniladi. Buning uchun evtektoidgacha bo’lgan po’lat zagotovkalarni
As
3
kritik xaroratdan, evtektoid va evtektoiddan keyingi pulatlarni As} kritik
xaroratdan 30-50°S yuqoriroq xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt
saqlab, keyin pech bilan birga sovitiladi. SHuni xam qayd etish lozimki, agar
evtektoiddan keyingi po’lat zagotovkalar As
t
kritik xaroratli chiziqdan yuqoriroq
xaroratgacha qizdirib, shu xaroratda ma’lum vaqt saqlab, keyin pech bilan birga
sovitilganda ajratilayotgan ikkilamchi sementit perlit donlarini 5fab mo’rtlashtirib
yuboradi. SHu sababli bu po’latlar austenit tuzilishli xolgacha qizdirilmaydi.
CHala yumshatish. Yumshatishning bu xilidan pulat zagotovkalarni ichki z^fikish
kuchlanishlaridan xoli etib, mexanik ishlovlarga moyil etish maksadida u
tkazila
D
i
Buning uchun pulatlarni 750~780°S xaroratgacha kizdirib, shu xaroratda ma’lum vakt
saklab, keyin pech bilan birga sekin sovitiladi.
Izotermik yumshatish. Bu usuldan tula yumshatish maksadlarvda foydalaniladi.
Bunda evtektoidgacha bulgan pulat zagotovkalarni Acs kritik xaroratgacha, evtektoid
va evtektoiddan keyingi pulatlarni esa As/ kritik xaroratdan 30~50°S dan yukorirok
xaroratgacha kizdirib, shu xaroratda ma’lum vakt saklab turiladi, keyin kutilgan
maksadga kura, masalan, 600~700°S li muxitga zЬtsazib, unda austenit ferrit bilan
tsementit fazalarga tula parchalanguncha saklanadi, sungra xavoda sovitiladi.
Donador perlit olish maksadida yumshatish. Bu usuldan evtektoiddan keyingi
pulat zagotovkalardagi plastinka tarzidagi tsementit donlarini mayda donli tuzil ishga
u
tkazish
uchun foydalaniladi. Buning uchun pulat zagotovkani As
}
kritik xaroratdan bir
oz yukorirok xaroratgacha (750-760°S) kizdirilib, shu xaroratda ma’lum vakt
saklanadi, keyin pech bilan birga sekin sovitiladi.
Ma’lumki, pulat zagotovkalarni As} kritik xaroratdan bir oz yukorirok xaroratda
kizdirilganda perlit donlari austenitga aylanib, tsementit donlari saklanib koladi. Bu
pulatlarni shu xaroratdagi xolatidan sovitishda esa tsementit va begona birikmalarning
donlari kushimcha kristallanish markazlari xosil kilib, mayda, donador perlit tuzilma
4
olinadi.
Normallash. Pulat zagotovkalarning donlari maydalanib bir tekis tuzilmali bulib
koladi va ichki kuchlanishlardan xoli etiladi. Buning uchun pulat zagotovkalarni
markasiga kura As
3
yokiAs
t
kritik xaroratdan 30~50°S yukorirok x^zoratgacha
kizdirib, shu xaroratda ma’lum vaxt saklab, keyin xavoda sovitiladi, Pulatlarning
markalariga kura bu ishlovdan yumshatish yoki toblash urnida foydalansa xam buladi.
Toblash. Bu usuldan konstruktsion pulatlardan tayyorlanadigan tishli gildiraklar,
vallar,
kulachoklar
va
boshkalarning
puxtaligini,
asbobsozlik
pulatlardan
tayyorlanayotgan keskichlarning keskirligini k)pgarib kam yeyiladigan tish maksadida
foydalaniladi. Buning uchun evtektoidgacha bulgan pulat zagotovkalar As v kritik
xaroratdan evtektoid va evtektoiddan keyingi pulatlar As
}
kritik xaroratdan 30-50°S
yukorirok temperaturada kizdirilib, shu temperatur ada ma’lum vakt saklanadi, keyin
kritik tezlik (u
kr
dan yukori tezlikda sovitiladi. Bunda austenit ferrit bilin tsementitga
parchalanishga ulgurmaydi va martensit deb ataluvchi uglerodga uta tuyingan kattik
eritmaga [¥e
a
(S)] utadi xamda uning kattikligi NYaS ~ 62 ga kutariladi.
Agar austenit xolatidagi pulat zagotovkani, masalan, moyda (sekundiga 80-100°S
tezlikda) sovitilsa, austenit ferrit bilan tsementitning juda mayda bulgan mexanik
aralashmalariga parchalanib, troostnt deb ataluvchi tuzilishga utadi va uning kattikligi
NYaS 40-45 ga kutariladi. Agar austenit xolatidagi pulat zagotovkalarni, masalan,
kizdirilgan moyda (sekundiga 50-70°S tezlikda) sovitsak, u troostit tuzilishli
donalariga nisbatan yirikrok bulgan ferrit bilan tsementitning mexanik aralashmasiga
parchalanib, sorbit deb ataluvchi tuzilishga utadi va uning kattikligi NYaS 30-35
kutariladi.
SHuni kayd etish zarurki, amalda kam uglerodli (S<0,3%) pulat zagotovkalar
toblanmaydi, chunki, bu pulatlar toblaganda uning martensitga utish temperaturasi
urtacha va kup uglerodli pulatlarga Karaganda ancha yukorirokligi sababli sovitishda
austenit ferrit bilan tsementit fazalarga parchalanib kutilgan martensit tuzilma
olinmaydi. Ma’lumki, pulat zagotovkalarni toblashda sirt katlami uzak kismiga
Karaganda tezrok sovishi natijasida faz al ar uzgarishi okibatida unda z^fikish kuchlari
xosil buladi. Agar u kuchlanishlar katta bulsa, zagotovka tob tashlashi va yorilishi
mumkin. SHuning uchun toblanadigan zagotovkalarni markasiga, shakliga va
ulchamlariga k)fa toblash muxitiga va
unta kay tarzda tushirishga axamiyat
berish xam kerak.
Bushatish. Bu usuldan toblangan
pulat zagotovkalarni ichki zurikish
kuchlanishlaridan xoli etish bilan
kattshdshgi
saklangan
xolda,
kovushokligini kutarish maksad ida
foydalaniladi.
Toblangan
pulat
zagotovkalarni bushatishdan kutilgan
maksadlarga
kura
b5piatishni
tubandagi tartiblarda olib boriladi.
5
Past temperaturali bushatish. Bu bushatishdan maksad toblangan, masalan,
keskichlar yoki ulchov asboblarini ichki zurikish kuchlanishlaridan xoli etib kattikligi
saklangan xolda kovushokligini kutarishdir. Buning uchun toblangan pulat 150-250°S
xaroratgacha kizdirilib shu xaroratda ma’lum vaktga saklanadi, keyin sekin sovitiladi.
Bunda bushatilgan martensit tuzilma olinadi. Urtacha temperaturali bushatish. Bu
bushatishdan maksad toblangan, masalan, prujina, shtamplarni ichki zurikish
kuchlanishlaridan xoli etib, kovushokligini kutarish va troostit tuzilma olishdir.
Buning uchun toblangan pulat zagotovkalar 350-500°S xaroratgacha kizdirilib, shu
xaroratda ma’lum v akt saklanadida, keyin sekin sovitiladi.
Yuqori temperaturali b o’shatish. Bundan bo’shatish toblangan konstruktsion
pulatlardan tayyorlayotgan
detallar kovushokligini va
plastikligini kutarib, sorbit
tuzilma olish maqsadida
o’tkaziladi. Buning uchun
toblangan po’lat zagotovka
500~650°S
xaroratgacha
kizdirilib, shu xaroratda
ma’lum vaqt saqlanadi va
sekin sovitiladi (37-rasm).
Foydalaniladigan material,
uskuna,
moslama
va
o’lchov
asboblari.
Laboratoriya
ishini
bajarishda 800-1500°S xlorat beradigan termoelektrik perometrli mufelь elektr
pechidan, Brinell va Rokvell asboblari, sovitgich mux^tli idish, kiskichlar va
chizgichlardan foydalaniladi.
6
Ishni bajarish tartibi:
1.
Berilgan anik markali pulat zagotovkalarning shakli, ulchamlari,
kattikdigi anikdanadi.
2. Kdysi termik ishlash utkazilishiga kura termik ishlash tartiblari
(kizdirish tezligi, xarorati, shu xaroratda tutish vakti va sovitish tezligi)
belgilanadi.
3.
Zarur pech va sovitish tezligini ta’minlovchi sovitgichli idish olinadi,
4.
Belgilangan tartibda zagotovkalar termik ishlanadi
5.
Termik ishlangan zagotovkalar kattikdigi TK yoki TSH asbobda
ulchanadi.Olingan natijalar asosida jadval to’ldiriladi.
Tekshiruv savollari.
Termik ishlashdan maqsad nima?
1. Termik ishlash qanday jarayonlarni uz ichiga oladi?
2. Pulatlarni termik ishlash ularning kaysi xususiyatiga asoslangan?
3. Termik ishlashning kanday turlarini bilasiz? Xar - birini maks ad i nimada?
4. Qo’yilgan maqsad qanday amalga oshiriladi?
5.
Qanday po’latning toblanishlik qobilyati kuchlirok?
6. Toblanishlik qobiliyatiga ta’sir qiluvchi faktorlarni sanab bering.
Martensit, trostit va sorbitlar nima? Xar-biriga
| 