1. Metallmaslar haqida malumot Ularning mexanik xossalari

Mavzu: Metallarning plastikligini ifodalovchi mexanik xossalarining standart ko‘rsatkichlari
Reja:


1. Metallmaslar haqida malumot
2. Ularning mexanik xossalari
3. Materiallarning plastiklikligi

Metallmas materiallarning asosiy tarkibiy qismlari yuqori molekular bolg‘alanish (polimer)lardan iborat bo‘lib, katta molekular massaga ega bo‘lgan murakkab moddalardir. 58 Sun’iy ravishda tayyorlangan muayyan harorat va bosim ostida plastik xossalarga ega bo‘lgan materiallar plastmassalar deyiladi. Polimerlar, odatda, bir necha mingdan tortib bir necha milliongacha bo‘lgan birikmalardir. Polimer tabiiy (natural kauchuklar, jun, iðak, selluloza, oksidlar, tabiiy smolalar va boshqalar), sun’iy (tabiiy polimerlarni qayta ishlash natijasida olinadi), sintetik (fenolformaldegidli va karbomidli smolalar, polietilen, polistirol, poliamidlar, epoksidli smolalar) va boshqalar. Plastmassalarni tarkibiga ko‘ra ikki guruhga ajratish mumkin: 1) oddiy plastmassalar, bular bir necha komponentlardan iborat bo‘ladi: pleksiglas, polistirol, polietilen; 2) murakkab plastmassalar, bular bir necha komponentlardan iborat bo‘lib, ularning har biri ma’lum funksiyani bajaradi (fenoplastlar, ftoroplastlar, tekstolitlar, stekloplastlar). Murakkab plastmassaning tarkibida juda ko‘p komponentlar bo‘lishi mumkin. Plastiklik (qadimgi yunoncha: plastikos — „ishlovga moyillik“) — tashqi kuch yoki zoʻrikish (kuchlanish) taʼsirida qattiq jismlarning oʻlchamlari va shakli dastlabki holiga qaytmaydigan boʻlib oʻzgarish (plastik deformatsiyalanish) xossasi. Materiallarga bosim bilan ishlov berish (bolgʻalash, presslash va boshqalar) imkonini belgilaydi. Tashqi kuch taʼsirida kristall panjara atomlari orasidagi oʻzaro taʼsir kuchlari oʻzgaradi (deformatsiyalanadi). Plastik deformatsiyalanishda panjara atomlari bir-biriga nisbatan koʻchadi, oqibatda kristall qatlamlarning bir-biriga nisbatan siljishi, kristall panjara buzilishi, issiqiik harakati tufayli jism atom tuzilishining oʻzgarishi kuzatiladi. Jismning moʻrtligi, plastikligi sharoitga bogʻliq. Maʼlum bir sharoitda (mas, yuqori temperaturada) uning bunday xossalari butunlay yoʻqoladi. Metallarning plastiklik holatiga oʻtishi maʼlum sharoitda roʻy beradi, bu holat chegaraviy holat deb yuritiladi. Jismlarning plastiklikgi deformatsiyalanish tezligi, temperatura va jismning tuzilishiga bogʻliq.

Plastiklikning turli xillari mavjud. Oʻzdiffuzion va diffuzion plastiklikda tashqi siquvchi kuch taʼsirida kristallarning atom qatlamlari shu kuch taʼsir etayotgan sirtdan boshqa joyga siljiydi. Bunda massa koʻchishi sirt boʻyicha yoki kristall hajmi boʻyicha oʻzdiffuziya tufayli amalga oshadi. Dislokatsion plastiklikda kristallografik tekislikdagi sirpanish kristallning plastik deformatsiyalanishiga sabab boʻladi. Sirpanish har xil sodir boʻladi: dastlab, u tekislikning bir zonasida yuz berayotgan boʻlsa, bu zonaning chegarasi butun tekislikka yoyiladi. Sirpanishning yoyish chegarasi dislokatsiya chizigʻi yoki dislokatsiya deyiladi. Kraudion plastiklik kristalddagi zich joylashgan atom katorlari boʻylab atomlar quyuqlanmasi (kraudinlar) hosil boʻlishiga asoslangan. Kristall sirtiga tig botirilsa, atomlar shu sohadan uzoqlashadi, natijada tigʻ botirilayotgan sirtdan maʼlum masofada atom konsentratsiyasi oshadi — Kristallda tugunlararo atomlar hosil boʻladi.

Kraudion plastiklik: I — tigʻ botirilguncha; II — tigʻ botirilganda atomlar kuyuklanmasi hosil boʻladi; III — shaklning uzil-kesil oʻzgarishi. Kristallda tugunlararo atomlar hosil boʻladi.
Plastiklikni baʼzi jismlarda eʼtiborga olmaslik mumkin, bunday jismlar mutlaq elastik (qayishqoq) jismlar hisoblanadi. Har bir jismning xossalari plastiklik boʻyicha guruhlarga ajratib oʻrganiladi. Masalan, kristallar, polikristallar, monokristallar, amorf jismlar plastikligi va boshqa Jismlarning qovushqokdigi ham ularning plastikligini belgilaydi. Tutash muhitlar mexanikasida jismlar bir jinsli, uzluksiz deb faraz qilinadi, mas, kristall panjara atomlari orasidagi masofa hisobga olinmaydi. Plastiklik materiallarning buzilmasdan katta qoldiq deformatsiya (plastik deformatsiya) hrsil qilishidir. Materiallarning plastiklikligi ularning choʻzilgandagi uzayishiga qarab baholanadi. Qattiq jismlar plastikligini oʻrganish amaliy ahamiyatga ega. Detallarni tayyorlash texnologiyasida, inshootlar qurishda, metallarni bosim bilan qayta ishlash va kesishda plastiklikning asosiy qonun-qoidalariga rioya qilinadi.
Bu komponentlar ma’lum bir funksiyaga mo‘ljallangandir. Masalan, bog‘lovchi moddalar plastmassa tarkibidagi ayrim zarrachalarni o‘zaro bog‘lashga xizmat qiladi. Bog‘lovchi moddalar sifatida smolalar, bitumlardan foydalaniladi. To‘ldirgichlar plastmassalarning kimyoviy xossalarini yaxshilaydigan va narxini arzonlashtiradigan moddalardir. Ularning vakillari sifatida yog‘och qiðig‘i, qog‘oz va h.k.lar ishlatiladi. Plastifikatorlar, asosan, plastmassalarning tarkibiy qismi bo‘lib, ularning plastikligini oshirishga xizmat qiladi. Katalizatorlar esa polimer moddalarning qotish jarayonini tezlashtiruvchilar bo‘lib, ularga magneziya, urotropin, ohak va boshqalar kiradi. Bo‘yoqlar plastmassalarga manzarali tus berish bilan birga, ularning issiqlik yutish va chiqarish xossalarini o‘zgartirishga xizmat qiladi. Vakillari: xrom, rux oksidlari, aluminiy kukuni, oq bo‘yoq, suyuq qurumlardir. Plastmassalar o‘zlarining fizikmexanik xossalariga ko‘ra termoplast va termoreaktiv plastmassalarga bo‘linadi. Termoplastik plastmassalar oddiy guruhli plastmassalar bo‘lib, ular ma’lum bir haroratda qizdirilsa yoki sovitilsa, o‘zining agregat holatini bir necha marta o‘zgartira oladi. Termoplastlar jumlasiga ftoroplast, organik shisha, selluloza, kapron, polietilen, etirol, polistirol va boshqalar kiradi. 59 Termoreaktiv plastmassalar bir marta qizdirilib, bosim bilan ishlangandan keyin qayta suyuqlanmaydi. Fenolformaldegid smolalar termoreaktiv plastmassalarning asosini tashkil etadi (tekstolit, getinaks, epoksoplast, aminoplastlar). Plastmassalar to‘ldirgichlarining turiga qarab bir nechta turlarga, ya’ni qavatma-qavat kukunli to‘ldirgichli plastmassa va gaz to‘ldirgichli plastmassalarga bo‘linadi. 1. Qavatma-qavat plastmassalar uchun to‘ldirgich sifatida paxtasifat buyumlar va qog‘ozlari qavatma-qavat qilib to‘ldiriladi. Bog‘lovchi element sifatida termoreaktiv polimer — fenolformaldegidli epoksid, kremniy, organik va boshqa smolalar ishlatiladi. Bularga getinaks, tekstolit, steklotekstolit, asbotekstolit-yog‘och qavatli (DSP) plastmassalar kiradi. Tekstolit shovqinsiz ishlaydigan tishli g‘ildiraklar yasashda, podshiðnik vkladishlari tayyorlashda ishlatiladi. Elektrotexnik tekstolitdan ponashtoklar tayyorlanadi. Asboplastik 250—350 °C ga ozroq vaqt, 3000 °C ga qisqa vaqtda chidaydigan plastmassa bo‘lganligi uchun turbogeneratorda izolatsiya materiali sifatida ishlatiladi. Yog‘och qavatli (DSP) plastmassa list ko‘rinishida ishlab chiqarilib, mashina va mexanizmlarning shkivlari, elektroizolatsiyalovchi material sifatida ishlatiladi. Steklotekstolitdan avtomobil oynalari, quvurlar, sig‘imli shishalar tayyorlanadi. 2. Kukunsimon to‘ldirgichli plastmassalar tayyorlashda ularga yog‘och uni, kvars kukuni solinadi. Material to‘ldirgichli plastmassaga paxta gardi, asbest tolalari solinadi. Bu xildagi termoaktiv plastmassalar turiga umumtexnikada ishlatiladigan K-17-2, K-119-2 markali, elektroizolatsiya va kimyoviy turg‘unlikka ega bo‘lgan FKP-1, FKP-2, K21-22, K11-25 markali issiqbardosh plastmassalar, mikroasbit aminoplastmassalarga (selluloza) aminoplast va boshqalar misol bo‘ladi. Gaz to‘ldirgichli plastmassalar ko‘pik hosil qilib qotganda ham bu holda qoladi. Bunday plastmassalarning amortizatsiya va deformatsiya xususiyatlari yuqori bo‘ladi. Bu xildagi plastmassalardan toshdan saqlagichlar, amortizatsiya qistirmalari tayyorlanadi. Plastmassalarning ishlanish usullariga qarab, ularni termoreaktiv va termoplastik plastmassalarga bo‘lish mumkin. Plastmassa o‘zining ko‘p xususiyatlari bilan sanoatda juda ahamiyatlidir.
Termoreaktiv plastmassalar issiqlik va bosim ta’sirida shakl olib, jarayon o‘zgarmas, qaytarilmas bo‘ladi. Ya’ni termoreaktiv massalardan olingan buyumlar yumshamaydi va qayta ishlanmaydi. Termoreaktiv plastmassalar fenolformaldegid, karbamid smolasi, metallar asosida olinadi. Plastmassa tarkibiga polimerlardan tashqari quyidagi komponentlar ham kirishi mumkin: 1) organik va mineral to‘ldirgichlar — kukun holida yoki tolasimon materiallar; 2) plastifikatorlar — massaga yuqori plastiklik beradi va ishlanishni osonlashtiradi; 3) stabilizatorlar — uzoq vaqtgacha polimerning fizikkimyoviy xossalarini saqlovchi materiallar; rang beruvchilar — kerak bo‘lgan rangni beradi. Yuqoridagi komponentlarning hammasini plastmassalar tarkibiga qo‘shish shart emas. Ular texnik maqsadga qarab qo‘shiladi. Plastmassaning asosiy xossalari: solishtirma og‘irligi 2—2,3 g/sm3, ba’zan 1g/sm3; mexanik mustahkamligi 1000 kg/sm3 gacha; issiqlikka chidamliligi 70—300 °C. Plastmassalarni ishlash usullari: prokatlash, shtamplash, presslash, bosim ostida quyish, payvandlash, kesib ishlov berish va boshqalar.

Kompozitsion termoreaktiv plastmassalar, bular polimer materiallar bo‘lib, ularning tarkibiga fenolaldegid, fenolformaldegid, karbamid, kremniyorganik asosdagi materiallar, har xil to‘ldiruvchilar kiradi. Kompozitsion materiallardan texnik maqsadlar uchun, ya’ni elektroizolatsion, issiqlikka chidamli, namga, kimyoviy muhitga chidamli, friksion, antifriksion, rentgen nuriga chidamli buyumlar tayyorlanadi. Ular kukun, tabletka, granula shakllarida bo‘lishi mumkin.ь Plastmassalarga mexanik ishlov berish Sun’iy ravishda tayyorlangan kesish asboblari bilan plastmassani ishlashda uning kichik issiqlik o‘tkazuvchanligini, issiqlikka chidamsizligini hisobga olish kerak. Kesish vaqtida plastmassa tarkibidagi to‘ldiruvchilar tez yeyiladi. Shunga binoan, plastmassani ishlash talabga javob bera oladigan qattiq qotishmalar va tezkesar po‘latlardan tayyorlangan asboblar yordamida bajariladi. Ishlash vaqtida plastmassa yumshashi mumkin, bunday hollarda shakl buziladi. Shuning uchun uni sovuq havo bosimi bilan sovitib turiladi. Frezalash, randalash, pardozlash, teshik va rezba ochish jarayonlari bajariladi. Bunday jarayonlarni bajarish metall kesish dastgohlari yordamida amalga oshiriladi. Soda (10—12 %), ohak (5—8 %) va qum (82—85 %) larni pechga yuklab, 1350°C atrofida eritiladi. Shishalarni quyib, bosim ostida ishlab, zarur shaklli, maqsadli detallar tayyorlanadi. Ular xalq xo‘jaligida keng ishlatiladigan material bo‘lib, yaxshi xossalarga ega. Ayniqsa, har xil haroratdagi ish sharoitida yuqori plastiklikka ega. Rezinaning asosi kauchuk bo‘lib, unga har xil to‘ldiruvchilar (plastifikatorlar, vulkanizatorlar, rang beruvchilar, oltingugurt va h. k) komponentlar kiritiladi. Kauchukning sintetik va tabiiy xillari bo‘ladi. Mustahkamlikni oshirish uchun buyumga har xil to‘qima materiallari qo‘shiladi. Qo‘shimchalar to‘qima mashinalar yordamida aralashtiriladi. Rezina buyumlar bosim ostida shakl berish bilan birga olinadi.

Rezinani vulkanizatsiya qilish jarayoni deb, buyumni 120—150°C gacha qizdirib, bosim bilan biriktirishga aytiladi. Xom rezinani vulkanizatsiya qilish qizdirilgan bug‘ yoki qizdirilgan havo bilan bajariladi. Kauchukni vulkanizatsiya qilishni sovuq holda ham bajarish mumkin, lekin sifati past bo‘ladi. Rezinadan tasmalar, shinalar, har xil buyumlar tayyorlanadi. Rezinada 25—30 % C bo‘lib, gaz holidagi qotishma sovitiladi va unga shakl berib, ebonit hosil qilinadi. Ma’lumki, hozirgi zamon texnikasini rezinasiz tassavur etib bo‘lmaydi, ya’ni avtomobil, samolyot, velosiðed shinalari, o‘tkazgichlarning izolatsiyalari va shunga o‘xshagan xalq xo‘jaligi mashina mexanizmlarida rezina juda keng ishlatiladi. Rezina materiallar, asosan, kauchukni turli to‘ldiruvchilar, plastifikatorlar, vulkanizatsiya reagentlari, tezlashtiruvchilar va boshqalarni qo‘shib, qayta ishlash orqali hosil qilinadi. Rezina juda ko‘p xususiyatlarga ega materialdir. Bulardan eng muhimi uning elastiklanuvchanligidir, ya’ni 100 % qotish xususiyati mavjud. Rezinadagi aralashmaning 10—98 % ini kauchuk tashkil qiladi. Kauchuklar, asosan, tabiiy va sintetik polimerlar bo‘lib, daraxt „yig‘isi“ degan iborani anglatadi, ya’ni daraxtni kesganda undan suyuqlik ajralib chiqadi, demakdir. Shunday qilib, tabiiy kauchuk (TK) kauchuk tashuvchi (hosil qiluvchi) o‘simliklardan (daraxtlardan) olinadi. U etilda, benzinda, mineral moylarda yaxshi eriydi, suvda esa erimaydi. Kauchuk 90°gacha qizdirilganda yumshab, 0 °C dan past haroratda qattiqlashib, mo‘rtlashib boradi. Texnikaning intensiv taraqqiyoti tufayli faqat tabiiy kauchukdangina emas, balki sintetik kauchuklar (SK)dan ham foydalanishga to‘g‘ri kelmoqda. Etil spirti, asetilen, butan, etilen, benzol, ba’zi uglevodorodlar sintetik kauchuk hosil qilishning asosiy materiali hisoblanadi. Rezinalar vazifasiga yoki ishlatilishiga qarab umumiy va maxsus turlarga bo‘linadi. Umumiy turdagi rezinalar suvda, kislota va ishqorlarning kuchsiz eritmalarida, havo (50—18 °C) muhitida ishlatilishi mumkin. Bunday rezinalardan mashina shinalari, transport tasmalari, kabellarning izolatsiyalari va turli buyumlar tayyorlanadi.

Masalan: TK, natriy butadionli sintetik kauchuk (SKB), butadion stirolli (SKS-30,SKS-Za), butadion-metilstirolli (SK MS-30) kauchuklar. Maxsus vazifalarga mo‘ljallangan rezinalar, o‘z navbatida, moyga, benzinga, issiq va sovuqqa, elektroizolatsiya gazlariga va suyuqliklarga chidamli bo‘lgan turlarga bo‘linadi. Bundan tashqari, maxsus rezina turi bo‘lib, unga armaturali rezinalar kiradi. Maxsus vazifalarga mo‘ljallangan rezinalar quyidagi turlarga bo‘linadi: Y7 — benzinga chidamli; natriyli (polixloroprenli kauchuk), butadion-nitrilli (SKN-18, SKN-26, SKN-40), 65 butadionli (SKBM), butadion stirolli (SKS-10 SKSM-10)— sovuqqa chidamli shinalar, transportyorlar, issiqbardosh rezinalar. Baland va past haroratda, agressiv muhitda va amaliy ishlarda kauchukning o‘zi toza holda ishlatilmaydi. Yuqori fizikmexanik xossalarga ega bo‘lishi uchun rezinaga ingrediyentlar deb ataluvchi qo‘shimchalar qo‘shiladi. Bular quyidagilardir: 1. Vulkanizatsiyalangan (qattiqlashtirilgan) rezinani shishiradigan eng asosiy modda bu oltingugurt. Bunda ma’lum haroratda oltingugurt atomlari kauchukning molekulalari bilan reaksiyaga kirishib, kimyoviy bog‘lanish hosil qiladi. Hozir 93 % rezina oltingugurt bilan qattiqlashtiriladi. Agarda oltingugurt miqdori 1 —35 % bo‘lsa — yumshoq, 25—20 % bo‘lsa — yarimqattiq, 30—50 % bo‘lsa — qattiq rezina hosil bo‘ladi. 2. Qattiqlashtirish-tezlashtirgich (vulkanizatsiya). Bular organik va noorganik bo‘ladi. Organik moddalar metall oksidlaridir; noorganigi — oletaks, koptaks, sogtaks. 3. To‘ldirgichlar. Bular aktiv va aktivmas bo‘ladi. Aktivlari — kaolin, kukun qo‘shimchalar, aktivmasi — bor, talk. 4. Plastifikatorlar — plastiklikni oshiradi. 5. Charchashga qarshi moddalar. Bunday materiallar rezinaning tez ishdan chiqishiga qarshilik ko‘rsatadi. Bunday materiallar turiga neoden D (fenilbetanaftilimin) va aldol (aldalal fanaftimin) kabi murakkab moddalar kiradi. 6. Bo‘yoqlar. Bo‘yoqlar rezinaning fizik va mexanik xossalarini yaxshilash bilan birga, ularga rang ham beradi. Ulardan biri qurumdir, shuning uchun rezinaning ko‘pi qora rangda bo‘ladi. Oq va boshqa rangli rezina olish uchun alohida bo‘yoqlar qo‘shiladi.