Materialshunoslik va yangi materiallar texnologiyasi

6.2 –rasm. V komponentning A komponentdagi qattiq eritmasi.
Bu holda o’rin olish qattiq eritmasi hosil bo’ladi. Agar eruvchi V komponent A erituvchi komponent kristall panjarasining atomlari orasiga joylashsa, singish qattiq eritmasi deyiladi. SHunday metallar borki, ular bir–birida cheksiz eriydi. A komponent kristall panjarasidagi atomlar o’rinlarini V komponent atomlari borgan sari almashtirib, natijada A komponent kristall panjarasi o’rniga V komponent kristall panjarasi hosil bo’ladi. Kristall panjaralari yoqlari markazlashgan kub panjaraga ega elementlar: nikel va mis, oltin va kumush, molibden va volьfram, vannadiy va titan kabi elementlar bir–birida cheksiz eriydigan qattiq eritmalarni hosil qiladi.
Bir-birida cheksiz eriydigan qattiq eritmalar hosil bo’lishi uchun quyida ko’rsatilgan shartlar bajarilishi lozim:
– qattiq eritmani tashkil etgan komponentlarning elementar kristal–lari bir hil bo’lishi kerak;
– komponentlar atomlarining radiuslari bir–biriga yaqin bo’lib, ularning farqi 15 % dan oshmasligi zarur;
– komponentlar atom valentlik elektronlari bir–biriga yaqin bo’lishi, ya’ni Mendeleev davriy sistemasidagi komponentlar yaqin joyla–shishi zarur.
Kimyoviy birikmalar xosil bo’lishida, kristall panjaraga bog’liq maxsus xossalar paydo bo’ladi. Kimyoviy birikmalarni qattiq eritmalardan farqlaydigan quyidagi xolatlar mavjud:
– kimyoviy birikma o’ziga xos kristall panjara xosil qiladi, yangi turdagi kristall panjara uni tashkil qiluvchi komponentlarning kristall panjaralaridan tubdan farq qiladi;
– kimyoviy birikmada elementlar massasining nisbati doimiy saqlanadi; shu sababli kimyoviy birikmalar A_mB_n ko’rsatkichda ifodalanadi (bu yerda m va n lar butun sonlar bo’lib, elementlar atom nisbatlarini bel–gilaydi);
– kimyoviy birikma xossalari uni tashkil etuvchilari xossalaridan keskin farq qiladi;
– suyuqlanish harorati o’zgarmas bo’lib, kimyoviy birikma suyuqlanish haroratigacha saqlanib qolishi ham parchalanib ketishi ham mumkin;
– kimyoviy birikmalar hosil bo’lishida harorat o’zgaradi, bunda atom elektron tuzilishlari bir–biridan keskin farq qiladigan komponentlar (masalan, MgSn, Mg₂Rb, Mg₃Bi₂, Fe₃C, VC, TiC kabi kimyoviy birikmalar) qatnashadi.
Metallar bilan metallar birikkanda kimyoviy bog’lanishning metall bog’lanish turi qoladi. Odatda, bunday bog’lanish intermetallid bog’lanish deb, hosil bo’lgan fazalar esa intermetalloidlar deb ataladi.
O’zgaruvchan valentlikga ega Fe, Mn, Cr, W, S, Ti, V, Mo kabi elementlar kristall panjaralariga atom o’lchamlari kichik bo’lgan uglerod, azot, bor, vodorod atomlari singishi mumkin. Bunga misol sifatida TiN, FeN, VN nitridlarni va Fe₃C, W₂S, VC, TiC kabi karbidlarni keltirish mumkin.
Qotishmalarni berilgan haroratda qanday fazalardan iborat ekanligini ko’rsatuvchi diagramma holat diagrammasi deyiladi. Bu diagramma muvozanat holatdagi diagramma bo’lib, muayyan haroratda qotishmani tashkil etuvchi komponentlarning aniq miqdorida qanday fazalar muvozanatda turganligini ko’rsatadi. Temir–uglerod qotishmalari shartli ravishda ikki komponentli qotishmalar jumlasiga kiradi.
Tuzilishiga qarab qotishmalar turlicha xossalarni namoyon qiladi. SHu sababli qotishmalarning tuzilishini, kimyoviy tarkibi bilan haroratga bog’liq ravishda o’zgarishini holat diagrammalari yordamida o’rganish maqsadga muvofiqdir.
Temir–kimyoviy belgisi Fe. D.I.Mendeleev elementlar davriy jadvalining 8–guruhida joylashgan, tartib raqami 26, atom og’irligi 55,85, solishtirma og’irligi 7,86 g/sm³ bo’lgan yumshoq, plastik, kulrang tusdagi oqish metall. Temirning erish harorati 1539°C, qaynash harorati esa 2770°C. Texnik toza temir elektrotexnikada elektr motorlari, dinamo-mashinalar, elektromagnit o’zaklari sifatida ishlatiladi. Kukun metallurgiyasida temir kukunidan turli detallar olinadi. Temir sanoatda ishlatilishi jihatidan salmoqli o’ringa ega bo’lgan cho’yan va po’latning asosiy tarkibiy qismini tashkil etadi.
Tarkibida uglerod miqdori 0,025 foizdan kam temir-uglerod qotishmasi texnik temir deb ataladi. Toza temir yumshoq bo’lib, magnit xossasiga ega. Toza temirning mexanik xossalari 6.1–jadvalda keltirilgan.
Temir yaxshi magnitlanish xossasiga ega. Uning bu xossasi ferromagnitlik deyiladi. Temir qizdirilganda ma’lum haroratga yetgach (768°C), ferromagnitlik xossasi yo’qoladi. Bu haroratga to’g’ri keladigan nuqta Kyuri nuqtasi deyiladi. Kyuri nuqtasiga yaqinlashgan sari temirning ferromagnitlik xossasi pasayib boradi va boshqa xossalari birdaniga o’zgarmaydi. Metallning mexanik va ba’zi fizik xossalari o’zgarmaydi, lekin elektr, magnit va issiqlik xossalari o’zgaradi. Temirning ferro–magnitlik xossasi o’zgarganda u qayta kristallanmaydi, kristall panjaraning parametrlari o’zgaradi.
Tarkibida uglerod miqdori 0,025 dan 2,14 % gacha bo’lgan temirning uglerod va boshqa elementlar bilan qotishmasi po’lat deyiladi.
Tarkibidagi uglerod miqdoriga ko’ra po’latlar evtektoiddan oldingi, evtektoiddan keyingi va evtektoid po’latlarga bo’linadi. Tarkibida uglerod miqdori 0,8 % gacha bo’lgan po’lat evtektoiddan oldingi po’lat deyiladi. Struktura tashkil etuvchilari ferrit va perlitdan iborat bo’ladi.
6.1– jadval