6. karbonlu poladlar, Çuqunlar, legiRLƏNMİŞ poladlar t e. n., dosent, E. M. Cavadov plan

6. KARBONLU POLADLAR, ÇUQUNLAR, LEGİRLƏNMİŞ POLADLAR


T.e.n. , dosent, E.M.Cavadov


PLAN:

1. Poladın mikrostrukturu və xassələrinə karbonun və daimi aşqarların təsiri;

2. Karbonlu poladların təsnifatı və markalanması;
3. Çuqunun quruluşu və xassələrinə daimi aşqarların təsiri. Boz çuqunun
mikrostrukturu və xassələri;
4. Yüksək keyfiyyətli çuqunlar. Döyülən çuqunlar. Çuqunların markalanması və
kənd təsərrüfatı maşınqayırmasında tətbiqi;
5. Poladın legirlənməsi. Legirlənmiş poladların təsnifatı və markalanması.
Ə D Ə B İ Y Y A T

1. R.İ. Şükürov. Metalşünaslıq., Baku. Çaşıoğlu. 2002.

2. Гулаев А. Л. Металловедение. М., Металлургия, 1986.

Qara metallurgiyanın əsas məhsulu poladır. Bunun 85% -i C –lu, 15% -i isə legirlənmiş poladlardır. Sənayedə istifadə edilən bu poladların tərkibində Fe –in miqdarı 97,0...99,5% olur. C –lu poladlarda Fe –dən əlavə bir sıra başqa elementlər də vardır. Bu elementlərdən bir qismi poladın istehsal texnologiyasının tələbinə görə (Si, Mn), müəyyən hissəsi poladdan tamamilə kənar etmək mümkün olmadığına (S, P, O, N, H) və bir hissəsi də təsadüfi səbəbdən (şixtədən keçən Cr, Ni, Cu) tərkibdə qalır. Yalnız C polada xüsusi məqsədlə verilir.

C hətta az miqdarda belə poladın xassələrinə ciddi təsir göstərdiyindən bu tərkibdə əsas element sayılır.
Tərkibində 2,14% C, ≤0,8%Mn, ≤0,35% Si və Fe –dən ibarət ərintilərə C –lu poladlar deyilir. Bu poladın tərkibində ≤0,04% S və ≤0,04% P olur. Ümumiyyətlə sənayedə geniş istifadə edilən poladlarda 1,2% -dək C olur.
Əksər hallarda karbonlu poladların mexaniki xassələrini artırmaq üçün onları termiki emala uğradırlar. Bu zaman poladın tərkibində olan C –nun miqdarı məhdud çərçivədə ≥0,3% olmalıdır.
Termiki emalla (tablama) C –lu poladların möhkəmlik, bərklik və b. xarak-teristikalarını yumşaltma əməliyyatlarına uğradılmış poladlara nisbətən 3...5 dəfə artırmaq olar.
Qeyd olunduğu kimi poladda C –la yanaşı Si, Mn, P, S, Cr, Ni və s. kimi daimi qatışıqlar vardır. Bunlardan başqa N, O, H də ola bilər.
C –nun təsiri. Poladı aşağı sürətlə soyutduqda onun strukturu ferrit və sementitdən (Fe₃C) ibarət olur. Poladda C – nun miqdarı artdıqca strukturda Fe₃C –in miqdarı çoxalır. Fe₃C (sementit) bərk və kövrək olduğundan onun hissəcikləri dislokasiyaların hərəkətinə müqavimət göstərərək, deformasiyanı çətinləşdirir və poladın plastikliyini və zərbə özlülüyünü azaldır. Odur ki, poladda C –nun miqdarı artdıqca bərklik, möhkəmlik və axıcılıq həddi yüksəlir, nisbi uzanma, nisbi daralma və zərbə özlülüyü azalır (Şəkil 1). Poladda C –nun miqdarı artdıqca onun soyuqsınma temperaturu da yüksəlir. Belə ki, C –nun miqdarının hər 0,1% artması onun soyuq-sınma temperaturunu orta hesabla 20^oC yüksəldir. C –nun miqdarının artması poladın sıxlığını və istilik keçirməsini azaldır, elektrik müqavimətini, koersitiv gücünü isə artırır.
Mn və Si. təsiri. Karbonlu poladlarda Si –un miqdarı 0,17...0,35%, Mn isə 0,5...0,8% olur. Bu elementlərin miqdarı göstərilən yuxarı həddən çox olduqda, polad Mn və Si –la legirlənmiş adlanır. Hər iki element polada reduksiyaedici kimi əlavə olunur. Mn və Si poladda zərərli aşqar sayılan FeO –lə reaksiyaya girib, O –lə birləşərək onu posaya (MnO və SiO₂) çevirməklə poladın keyfiyyətini yüksəldir:

Mn –um poladda qalan hissəsi isti yayılmış poladın praktiki olaraq plastikliyini azaltmadan möhkəmliyini artırmaqla yanaşı S –ün poladda zərərli təsirini də aradan qaldırır.

Reduksiyaolmadan sonra bərk məhlulda həll olan Si poladın axma həddini yüksəldir. Ancaq, bu poladın soyuq halda plastiki deformasiyaya uğradılmasını çətinləşdirir. Odur ki, soyuq yayma və ştamplama üçün istifadə edilən poladlarda Si –un miqdarı az olur.

Şəkil 1. Poladın mexaniki xassələrinə karbonun təsiri.
Kükürdün (S) təsiri. Kükürd poladda zərərli aşqar hesab olunur. O, poladda filizdən və həmçinin yanma məhsulu kimi soba qazlarından (SO₂) keçir. S dəmirdə həll olmur. Lakin o, dəmirlə birləşib FeS yaradır. Bu birləşmə Fe ərimə temperaturu 988^oC olan və dənələrin sərhəddində yerləşən kövrək evtentika (Fe+FeS) yaradır. Poladı yayma, döymə temperaturunadək (1100...1200^oC) qızdırdıqda kükürd evtektikası əriyərək, metal dənələri arasındakı əlaqəni pozur və deformasiya zamanı maye kükürd birləşməsi olan sahələrdə çatlar əmələ gətirərək məmulatı dağıdır. Bu hadisə qızmarsınma adlanır.
Polada manqan (Mn) verdikdə o, S zərərli təsirini azaldır. Mn dəmirə S -ə yaxın olduğundan reaksiyası ilə MnS. əmələ gətirir. MnS. birləş-məsinin ərimə temperaturu (1620^oC) isti emal temperaturundan çox yüksək olduğun-dan poladda “qızmarsınma” baş vermir. MnS. plastiki olub, deformasiya zamanı yayma istiqamətində uzanır.
Ən çox S (0,06%) bessemer poladında olur. Əsas marten və elektrik sobalarında polad istehsalında S poladın tərkibindən çıxarılır. Yüksək keyfiyyətli poladlarda S – miqdarı 0,02...0,03% -dən artıq olmamalıdır. Maye metalı sintetik poson ilə emal etdikdə S miqdarını ~0,005% qədər azaltmaq olar.
Fosforun təsiri (P). P poladda zərərli qatışıq hesab olunur. P çuquna filizdən, yanacaq və flüsdən keçir. Çuqundan polad aldıqda P bir hissəsi poladda qalır. Poladı əsas marten sobasında istehsal etdikdə P çox hissəsi metaldan çıxarılır və onun miqdarı poladda 0,02...0,440% alınır. Elektrik sobalarında istehsal olunan poladlarda P –un miqdarı 0,02% -dən az olur. P ferritdə həll olaraq onun kristal fəza qəfəsini pozur, axıcılıq hədlərini yüksəldir, plastiklik və zərbə özlülüyünü kəskin surətdə aşağı salır. Poladda C çox olduqda zərbə özlülüyünün qiyməti daha kiçik olur. Metallurji üsullarla poladda P –un miqdarını 0,01% və ondan aşağı miqdarda saxlamaq mümkün deyil. P miqdarını azaltmaq üçün polad əritmədə istifadə olunan şixtə materialı P –a görə təmiz seçilməlidir.
Azot (N), oksigen (O) və hidrogen (H) poladlarda istehsal üsulundan asılı olaraq az miqdarda olurlar. Onlar qeyri – metal iç qatışıqları şəklində (FeO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₄N), bərk məhlulda ( ) və qaz halında məmuldakı müxtəlif məsaməliklərdə təsadüf olunur.
N və O nitrid və oksidlər şəklində dənələrin sərhəddində toplanaraq poladın “soyuqsınma” temperaturunu yüksəldir, onun kövrək dağılmaya qarşı müqavimətini və dözümlülük həddini azaldır. Poladda həll olan H daha zərərli olub, onun çox kövrək olmasına səbəb olur. Ərimə prosesində poladda həll olan H yayılan pəstahlarda və döyüklərdə flokenlərin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Flokenlər dəyirmi və oval formalı nazik çatlardan ibarət olub, polad sınığında gümüşü ləkə kimi görünür. Flokenlər poladın xassələrinin çox pis olmasına səbəb olur. Odur ki, metalda floken olduqda ondan sənayedə istifadə etmək olmaz. Bundan əlavə poladı 200^oC –dən başlayaraq çox kiçik sürətlə soyutduqda H tədricən ondan kənarlaşır.
Reduksiya edilmə üsulundan asılı olaraq poladlar sakit (Mn, Si və Al red.ed) və qaynayan (yalnız Mn red.edilmiş) poladlara bölünürlər. Bundan başqa aralıq mövqeyə malik yarımsakit (ПС) polad (mn və Al –la reduksiya olunur). Qayanayan poladın (КП) tərkibində Si miqdarı ≤0,05%, sakit poladlarda (CП) isə 0,15...0,35% Si olur.
Poladlarda adi qatışıqlardan əlavə müxtəlif təsadüfi qatışıqları da olur. Məsələn, poladı əritmək üçün istifadə olunan metal tullantıları içərisindəki Cr, Ni, Mo, Cuvə başqa qatışıqlar polada keçir. Bəzi filizlərin tərkibində çətin çıxarıla bilən qatışıqlar məsələn As ola bilər və bu element istehsal olunan çuqunda (0,1...0,15%As) qalır və ondan polada keçir. Beləliklə, eyni markalı poladlar bir – birindən tərkiblərində olan, standartda nəzərdə tutulan və tutulmayan qatışıqlarla fərqlənə bilərlər. Bu qatışıqlar isə poladın xassələrinə güclü təsir edə bilər.
Beləliklə, poladın xassəsinə təsir edən qatışıqlar, onların miqdarı, paylanması poladın istehsal növündən asılı olur və bunun da bir sıra hallarda böyük əhəmiyyət kəsb etdiyini nəzərə almaq lazımdır.
Karbonlu poladlar standart üzrə üç qrupda verilir:
A qrupu – bu qrupa aid olan poladların standart üzrə yalnız mexaniki xassələri verilir, kimyəvi tərkibi isə verilmir. Belə poladlar maşın, dəzgah və tikinti konstruksi-yaları istehsalında geniş istifadə olunurlar.