Andijon davlat universiteti

5.Termik ishliv berish bilan metall xossalarini yaxshilash.
Po’latlarni termik ishlash turlariga yumshatish, normallash, toblash va bo’shatish kiradi.

Po’latlarni ma‘lum temperaturagacha qizdirib, shu temperaturada tutib turish va bir tekis struktura olish maqsadida sekin sovutish jarayoniga yumshatish deyiladi.

Muvozanat struktura olish uchun uglerodli po’latni 200⁰C/S; legirlangan po’latlarni esa 30. . . 100⁰C/soat tezlikda sovutish lozim. Diffuzion yumshatish - po’latlarning ximiyaviy ko’p jinsliligini kamaytirish maqsadida o’tkaziladi va u diffuziyali jarayonlar bilan amalga oishiriladi. Diffuziyali yumshatish rejimi: 1050-12000S gacha qizdirib, shu temperaturada 8-10 soat tutib turish bilan amalga oshiriladi.

To’la yumshatish - ichki kuchlanishlarni yo’qotish, zarralarni maydalash maqsadida evtektoidgacha bo’lgan po’latlarni A3 tempera-turadan ham 30-500S yuqori temperaturagacha qizdirib, sekin sovutish bilan amalga oshiriladi.

To’la yumshatishda to’lig’incha qayta kristallanish ta‘minlanadi. Ferrit-perlit struktura austenitga aylanadi va u mayda donli bo’lib, po’latni sovutishda mayda donli struktura hosil qiladi.

Izotermik yumshatishda-po’lat buyumlarni kritik nuqtalardan ham yuqori temperaturalargacha qizdirib, so’ngra As1 temperaturadan 30-50⁰C dan past temperaturagacha tez sovutiladi va shu temperaturada austenit to’lig’icha perlitga o’tguncha tutib turiladi. Ana shundan keyin tinchgina havoda sovutiladi.

18-rasm. Fe-Fe3C holat diagrammasida yumshatish turlari ko’rsatilgan temperaturalar intervali
Chalayumshatish evtektroiddan keyingi po’latlarda qo’llaniladi. Buning uchun A1 temperaturadan 30-500S yuqori temperaturagacha (740. . .7700S) qizdirib, tutib turiladi va asta-sekin sovutiladi. Bunday yumshatish strukturani tekislash to’g’rilash talab etilmagan holda, faqat qattiqlikni kamaytirish talab etilganda o’tkaziladi.

Sferoidli yumshatish. Strukturada sementit -II bo’lsa, chala yumshatilgandan keyin sementit donlari globulyar ko’rinishga keladi. Shuning uchun bunday yumshatishga sferoidli yumshatish ham deyiladi. Sferoidli yumshatishdan so’ng po’latni texnologik xossalari yaxshilanib, yaxshi kesib ishlanuvchan bo’ladi.

Rekristallizatsion yumshatish. 0,1. . .0,2% uglerodli po’latlarni sovuqlayin prokatlash tufayli hosil bo’lgan naklep (plastik deformatsiyalash natijasida qattiqlashish)ni yo’qotish uchun 680-7000 S gacha qizdirish bilan amalga oshiriladi. Tutib turish vaqti esa uning qalinligiga bog’liq. Masalan, yupqa list va sim uchun 25...30 min.

Normallash- to’liq yumshatishning bir turi. Kam uglerodli va legirlangan po’latlarni termik ishlashning yakunlovchi operatsiyasi hisoblanadi. Normallash ma‘lum temperaturagacha qizdirib, ma‘lum vaqt tutib turib, tez sovutish yo’li bilan amalga oshiriladi. Bunda po’latlarning qattiqligi va mustahkamligi yanada oshadi.

Toblash - evtektoidgacha bo’lgan po’latlarni As3 yoki evtek-toiddan keyingi po’latlarni As1 temperaturadan yuqori temperaturagacha qizdirib, biron-bir muhitda tez sovutish bilan amalga oshiriladi. Toblovchi muhit sifatida suv, yog’lar, 10% li Na0H, emulsiya va hokazolardan foydalaniladi.

Toblash tufayli qattiqlik oshadi, ma‘lum qalinlikda martensitli yoki trostitli - martensitli strukturali bo’lgan yuqori qattiqlikdagi qobiq hosil qilinadi.

Martensit - uglerodning  -temirdagi joriy etish yo’li bilan hosil qilinadigan tartibli to’yingan qattiq eritmasi hisoblanadi. Bunda uglerod miqdori 2,14% gacha bo’lishi mumkin.

S o r b i t- ferrit-sementitli mexanik aralashmali strukturaga ega. Sorbit austenitni 50-70⁰C|s tezlikda sovutilganda hosil bo’ladi, qattiqligi NV=2300...3200 MPa oralig’ida o’zgaradi.

Trostit - strukturasi ferrit va sementit (F+Ts) ning mexanik aralashmasidan iborat bo’ladi. Juda mayda donli trostit austenitni 80. . .100⁰C|s bilan sovutilganda hosil bo’ladi, qattiqligi HB=3300. . . 4000 MPa.

Po’latlarni qizdirishda sodir bo’ladigan o’zgarishlarni Fe-Fe3C holat diagrammasidan umumiy tasavvur etish mumkin.

Qizdirishda evtektoidli po’lat (0,8%C), As1 kritik nuqta (727⁰C) dan yuqori temperaturada perlit (ferrit+sementit struktura) austenitga aylanadi.

perlit austenit

19-rasm. Ferrit - sementitli strukturali po’latni qizdirishda sodir bo’ladigan o’zgarishlar
a) qizdirishda fazaviy tarkibini o’zgarish sxemasi;

b) austenitning izotermik hosil bo’lishi sxemasi;

1 - perlitning austenitga aylanishini boshlanishi;

2 - perlitning austenitga aylanishini oxiri;

3 - karbidlarning to’liq erishi;

4 - austenit gomogenizatsiyalash.

Shunday qilib, ferrit-sementit strukturaning austenitga o’tishi polimorfik o’zgarishlardan hamda hosil bo’lgan austenitda sementit (karbid)ning erishidan iborat.

Evtektoidgacha bo’lgan po’latni (masalan, 0,5%S) As1 nuqtadan yuqori temperaturagacha qizdirsak, perlitning austenitga aylanishida ikki struktura - austenit va ferrit hosil bo’ladi.

As1-As3 temperatura intervalida qizdirish davom ettirilsa, ferrit austenitga aylanadi, shu bilan bir vaqtda GS liniyasiga mos ravishda austenitda % S miqdori kamayadi.

Evtektoiddan keyingi po’latlar (1,4%C)da ham xuddi shunday bo’ladi.

As1-Asm temperatura intervalida ortiqcha ikkilamchi sementitning austenitda erishi sodir bo’ladi.

Fe-Fe3C holat diagrammasi juda sekin qizdirish sharoitida sodir bo’lgan o’zgarishlar haqida tasavvur beradi, oddiy qizdirish tezligida esa ular juda yuqori temperaturalarda ro’y beradi.

Perlitning austenitga aylanishi kristallanish jarayoni bo’lib, u austenit donlarini paydo bo’lish markazlarini hosil bo’lishi va asta-sekin o’sishi jarayonida amalga oshadi.

Austenit tarkibi perlitni tashkil qiluvchi ferrit va sementitning tarkibidan ancha farq qiladi.

Shuning uchun ham bu o’tishlar diffuzion xarakterga ega, chunki bunda uglerod atomlarining sezilarli siljishi sodir bo’ladi.

Austenit paydo bo’ladigan markazlar ferrit va sementit kristallari chegarasida vujudga keladi. Austenitga o’tish uglerod atomlarining austenitda intensiv diffuziyalanishi hisobiga bo’lib, bu esa sementitning austenitda erishiga va o’zgarishiga olib keladi.

Ferritning austenitga aylanganidan keyin ham strukturasida oz miqdorda sementit bo’ladi, uni eritish uchun esa qo’shimcha vaqt yoki temperaturani ko’tarish zarur bo’ladi.

Po’latda qancha ko’p (%) uglerod bo’lsa, austenit hosil bo’lish jarayoni shuncha tez boradi. Karbid hosil qiluvchi Cr, W, Mo, V po’latga kirgizilsa, austenit hosil bo’lish jarayoni sekinlashadi. Legirlangan sementit yoki legirlangan elementlar karbidlari hosil bo’lishi bilan austenitda ularning erishi ancha qiyin.

20-rasm. Perlitniaustenitgaaylanishjarayoni

Yuqorida aytib o’tilganidek, A1 nuqtadan ham ortiq qizdirish natijasida ferrit va karbid chegarasida austenit donlari hosil bo’ladi. Bunday temperaturada austenit markazlari katta bo’lib, dastlabkilari har xil donli - mayda donlar fonida katta donlar mavjud bo’ladi. Temperaturani oshirish yoki shu temperaturada tutib turish vaqtini ko’paytirish natijasida rekristalli-zatsiya bo’lib, don kattalashadi. Austenit donini o’sishi o’z-o’zidan sodir bo’ladi va bu jarayon don yuzalarini qisqarishi oqibatida sistema erkinlik energiyasini kamaytirishga intilish hisobiga kelib chiqadi. Donning o’sishi bitta donni boshqalari hisobiga kattalashuvi natijasida, ya‘ni ancha kichik, termodinamik turg’un bo’lmagan donlar hisobiga o’sadi.

Ma‘lum temperaturagacha qizdirishdan hosil bo’lgan don o’lchami keyingi sovutishda o’zgarmaydi. Austenit donlari o’sishiga ko’ra po’latlar ikkita tipga bo’linadi: irsiy mayda donli, irsiy katta donli.

Umuman olganda, haqiqiy austenit donini o’lchami qizdirish teperaturasi va unda tutib turish vaqti, o’sha po’latning donlarini qizdirganda o’sishga moyilligiga bog’liq.

Uglerod miqdori, % don kattaligi

21-rasm. 0,8% uglerodli po’latda austenit donini o’sishi:
irsiy mayda donli po’lat;

irsiy katta donli po’lat;

irsiy don;

termik ishlash teperaturasidagi don;

dastlabki don;

austenitning dastlabki doni.

Evtektoidgacha bo’lgan va evtektoiddan keyingi po’latlarni As3 va Asm dan yuqori temperaturada uzoq vaqt davomida qizdirish va 20⁰C gacha sovutish natijasida kattakon haqiqiy donni hosil qilish mumkin. Bunday qizdirish ortiqcha qizdirish deyiladi. Ortiqcha qizdirishdan ham yuqori temperaturalargacha qizdirganda (yuqori atmosferada) donlar chegarasida temir oksidlari hosil bo’ladi.

"Kuyib ketish" po’latlarning tuzatib bo’lmaydigan nuqsonidir. Juda yuqori temperaturalarda po’latlardagi ortiqcha ferrit (sementit) donlari chegarasida to’r sifatida yoki ignasimon plastinka ko’rinishida bo’lib, ferritning vidmanshtetli kristali deyiladi.

Ferrit (sementit) ning vidmanshtetli kristallarini o’sishi, faqatgina yuqori teperaturalarda uglerod diffuziyasi natijasida sodir bo’ladi.

Po’lat xossalari haqiqiy donning kattaligiga bog’liq, masalan, uning kattalashuvi po’latning zarbiy qovushqoqligini kamaytiradi, sovuqsinuvchanlik darajasini oshiradi.