Andijon davlat universiteti

6.Ximyaviy-termik ishlov berish bilan metall xossalarini yaxshilash.

Po’latdan yasalgan buyumlarning (detallarning) mustahkamligini va qattiqligini oshirish hamda yeyilishiga chidamli qilish maqsadida ximiyaviy-termik ishlanadi. Bunda metall sirti tashqi muhit bilan yuqori temperaturada ximiyaviy ta‘sirlashadi; ya‘ni ximiyaviy aktiv muhitning atomlari detal yuzasiga diffuziyalanib, uni to’yintiradi, ma‘lum qalinlikdagi qatlam hosil qiladi.

Yuqori temperaturalarda quyidagi ximiyaviy jarayonlar bo’lib o’tadi.

1. 
   Uglerodsizlanish, ya‘ni po’lat sirtidagi uglerodning yonishi
   

C + 0₂ =C0₂

2. 
   Po’latlarning oksidlanishi, yuza qismining cho’g’lanishi
   

2Fe + 0₂ =2Fe0

1. 
   Bu jarayonlarning intensivligi temperaturaga, po’lat tarkibiga va tashqi muhitning tarkibi tabiatiga bog’liq. Ular diffuzionli bo’lib, temperatura oshishi bilan tezlashadi.
   
2. 
   Ximiyaviy - termik ishlashda detal kotsentratsiyasi ko’p bo’lgan ximiyaviy elementli muhitga joylashtiriladiki, o’sha element diffuziya yo’li bilan metall sirtiga singdiriladi.
   
3. 
   Gazli muhitda ximiyaviy-termik ishlash esa ketma-ket uch jarayonda amalga oshiriladi.
   

D i s s o ts i a t s i ya - gaz molekulalarining bo’linishi va diffuziya yo’li bilan singdiriladigan elementlarning aktiv atomlarini tashkil topishi.

Masalan: 2С0 С0₂+С

2NH₃ 3H₂+2N yoki
gaz molekulalarining bo’linish darajasi (% larda)-dissotsiyalanish darajasi deyiladi.

Absorbtsiya-gaz bilan metall chegarasida sodir bo’lib, erkin atomlarning metallda yutilishidan iborat. Diffuziyalanadigan element asosiy elementlarda (metallda) erisagina bu jarayon ro’y berishi mumkin.

To’yintiradigan elementning chuqur kirib borishi diffuziya darajasi bilan xarakterlanadi va uning miqdori diffuziya koeffitsienti D bilan aniqlanadi:

Ximiyaviy-termik ishlashning davomiyligi diffuziyali qatlam qalinligiga bog’liq. Jarayonning o’zgarmas parametrlari (temperatura va boshqalar)da qatlam chuqurligining vaqtga bog’liqligi quyidagicha bo’ladi:

22-rasm. Diffuziya qatlam qalinligi u ning t to’yinish vaqti va temperaturasiga bog’liqligi, 1-o’rin olish yo’li bilan qattiq eritma hosil qiluvchi elementlar (Cr,Al,Si va boshq) diffuziyasi; 2-joriy etish yo’li bilan qattiq eritma hosil qiluvchi (C,N va boshq) elementlar diffuziyasi.
Metallardagi diffuziyaning ba‘zi bir xususiyatlari ularning kristallik tuzilishi bilan tushuntiriladi.

Ximiyaviy-termik ishlashning turlariga sementitlash, azotlash, tsianlash va diffuzion metalizatsiyalar kiradi.

S e m e n t a t s i y a po’latlarning sirtini uglerod bilan to’yintirish jarayonidir.

Odatda, tarkibida 0,3% dan kam S bo’lgan po’latlar tsementatsiyalanadi. Bu jarayon po’latlarning austenit holatida, ya‘ni A3 temperaturadan yuqori temperaturalarda amalga oshiriladi.

Sementitlash o’tkaziladigan muhitga ko’ra uch xil bo’ladi: qattiq, gazli, suyuq karbizatorlar bilan sementitlashga bo’linadi. Qattiq karbyuratorlar bilan sementitlashda, yog’och, ko’mir, VaS03, NaC03, KC03 kabi karbyurizatorlar bilan po’lat buyumlar metall germetik yashikka solinadi. 910-9500S da 8...15 soat tutib turiladi. To’yintirilgan qatlam 1,5 mm gacha bo’lishi mumkin.

Gazli sementitlashda (P.P.Anosov) gaz to’ldirilgan pechga po’lat joylashtirilib, 930-9500S da 8(12 soat tutib turish mobaynida amalga oshiriladi, to’yintiriladigan qatlam 2,8 mm gacha bo’lishi mumkin.

Suyuq muhitlarda (75(85% NaC03, 10(15% NaCI, 5(10% SiC aralashmalarda) detal sirtini uglerodga to’yintirish uchun 820...8500S gacha qizdirish va tutib turish (30 min. . .2 soat) evaziga yupqa (0,5 mm. gacha) to’yintirilgan qatlam olish mumkin.

Azotlash-po’latlarning yuzasini azotga to’yintirish jarayonidir. Bu usul sementitlashga nisbatan keyinroq qo’llanilgan (I.P.Chijevskiy, 1913 y.).

Azotli qatlam yuqori qattiqlikka ega, detal o’lchamlari azotlashda deyarli o’zgarmaydi. Shuning uchun ham azotlash tayyor mahsulotlarda, ya‘ni toblangan va aniq o’lchamgacha jilvirlangan detallarda o’tkaziladi.

Azotlash 500-6000S temperaturada amalga oshiriladi. Buning uchun po’latni germetik, yopiq mufel pechga joylashtirib, mufelga ma‘lum tezlikda ammiak gazi kiritiladi va u dissotsiatsiyalanadi: Hosil bo’lgan azot atomi po’lat sirtiga diffuziya yo’li bilan singdiriladi. Diffuziya tezligi 24-80 soatda 0,4-0,6 mm ni tashkil etadi.

Umuman olganda, azotlash quyidagi maqsadlarda:

1) Qattiqlik va yeyilishga turg’unligini oshirish;

2) Charchash mustahkamligini yaxshilash va oshirish;

3) Korroziyabardoshligini yanada oshirish uchun qo’llaniladi.

Tsianlash po’lat sirtini bir vaqtning o’zida uglerod va azotga to’yintirish jarayonidir. Tsianlashni qizdirilgan (suyultirilgan) tuzlar (suyuq vannalar)da olib borish uning mahsuldorligini ta‘minlaydi.

Tsianlash qattiq, suyuq va gazli muhitlarda amalga oshiriladi, keyingisi nitrotsementatsiya deb ham yuritiladi. Tsianlash qatlam chuqurligi va shu qatlamda S va N larning kontsentratsiyasi bilan xarakterlanadi. Shuning uchun ham tsianli qatlam tarkibi va xossasiga tsianlash temperaturasining ta‘siri katta.

Tsianlash-bu S (0,7%) va N (0,14%) ning bir vaqtda singdirilishi ekan, demak u sementitlash va azotlash jarayonlarining kombinatsiyasi hisoblanadi.

23-rasm. Tsianlash jarayoni diagrammasi
Xulosa qilib aytganda, yuqori temperaturalarda bu jarayon tsementatsiyaga, past temperaturalarda esa azotlash jarayoniga yaqinlashadi.

Yuqori temperaturalarda tsianlash (800-9500S) da tezkesar po’latlardan tayyorlangan asboblar, past temperaturali (500-6000S) tsianlashda o’rtacha va past uglerodli po’latlar S va N ga to’yintiriladi.

Tsianlash texnologiyasining kamchiligi-tsianli tuzlarning zaharli ekanligidir.

Diffuzion metallizatsiya ximiyaviy-termik ishlashning bir turi bo’lib, po’latdan tayyorlangan detallarning sirtqi qatlami boshqa metall elementlar bilan to’yintiriladi.

Natijada qatlamning yeyilishga turg’unligi, korroziyaga bardoshliligi oshadi. Umuman olganda po’lat sirtini boshqa element bilan to’yintirishda qattiq eritma hosil bo’lishi mumkin. Lekin diffuzion metallizatsiya juda ko’p vaqt talab qiladi.

Agar po’lat sirti Cr bilan to’yintirilsa-xromlash, Al bilan to’yintirilsa-alyuminiylash, Si bilan to’yintirilsa-kremniylash deyiladi. Po’lat sirtini Cr va Al bilan diffuzion to’yintirish, Mo, V, Ve ga nisbatan ko’proq o’rganilgan.

Masalan: alyuminiylashda - 0,1-0,2% S li po’latni alyuminiyga to’yintirishda 0,3-0,8 mm li qatlam hosil qilinadi. Natijada po’lat sirtida Al203kabi mustahkam oksid pardasini tutish bilan, po’lat issiqbardosh (11500Sgacha ishlab oladigan) bo’ladi.

Xromlash-950-11000S temperaturada 8 soatga yaqin tutib turilganda, 0,2-0,25 mm xromli qatlam hosil qilinadi.

Kremniylash-po’lat sirtini Si ga to’yintirish uchun 950-10500S da 2 soatda tutib turish bilan 1 mm li qatlam hosil qilinadi.

Elektr toki detaldan o’ta turib, qarshilikka uchrashi natijasida juda qiziydi, ajralgan issiqlik miqdori quyidagi formula bilan Q=0,239 I²R hisoblanadi. Tokni o’zgartirib, istalgan temperaturani va qizdirish tezligini hosil qilish mumkin. Metall o’tkazgichning qarshiligi uning turiga bog’liq.

Elektrotermik ishlashda yuqori tezlikdagi qizdirish xarakterli hisoblanadi. Bunda issiqlik manbaidan foydalanib, pechda olinadigan temperaturadan ham yuqoriroq temperatura olish imkoniyatini beradi.

Hozirgi paytda elektr toki bilan qizdirishda yuqori chastotali tokdan foydalaniladi.

YU.CH.T. bilan qizdirishda o’zgaruvchan tok tufayli vujudga keladigan magnit oqimi o’tkazgichdan o’ta turib, vixrli tok paydo bo’lishi va detal qizishiga sabab bo’ladi, toblangan qatlam qalinligi quyidagi formula orqali hisoblanadi:

,

bu yerda f -chastota, Gts;

-solishtirma elektr qarshiligi, om.m;

-magnit singdiruvchanlik, (Гс|э).

Bu usul bilan hosil qilingan qatlam qalinligi =5 mm bo’ladi.