O`zbekiston respublikasi oliy va o`rta maxsus ta’lim vazirligi urganch davlat universiteti “mehnat ta’limi” kafedrasi
Metallarni ikkilamchi kristallanishi
Yüklə 3,88 Mb. Pdf görüntüsü
|
| 2.Metallarni ikkilamchi kristallanishi
Suyuq holatdan qattiq (kristall) holatga o‘tish kristallanish deb ataladi. Kristallanish protsessi temperaturaga bog‘liq bo‘lib, ma’lum vaqt ichida sodir bo‘ladi. Shuning uchun sovish egri chiziqlari temperatura-vaqt koordinatalarida quriladi (3-rasm) Metallning o‘ta sovimasdan nazariy, ya’ni ideal kristallanishi protsessi TS ga erishilgach, temperatura pasayishi to‘xtaydi. Bu kristall panjaralarning shakllanishida atomlarning qayta gruppalanishi issiqlik ajralib chiqishi hisobiga sodir bo‘lishi (kristallanishning yashirin issiqligi ajralib chiqadi) bilan tushuntiriladi. Har bir toza metall (qotishma emas) qat’iy o‘zgarmas ma’lum temperaturasi yana pasayadi. Amalda kristallanish pastroq temperaturada, ya’ni metallning T, Tn1, Tn2 temperaturalargacha o‘ta sovishda sodir bo‘ladi (masalan. 1,2 egri chiziqlar). O‘ta sovish darajasi (∆T= TS-Tn) metallning tabiati va tozaligi hamda sovish tezligiga bog‘liq. Suyuq metall qancha toza bo‘lsa, u o‘ta sovishga shuncha moyildir. Sovish tezligi ortishi bilan o‘ta sovish darajasi ko‘tariladi, metall zarrachalari esa mayda bo‘lib qoladi, bu esa uning sifatini yaxshilaydi. Ishlab chiqarish sharoitida kristallanishning o‘ta sovish darajasi ko‘pgina metallar uchun 10 dan 300 S gacha yetadi. Sovish tezligi katta bo‘lganda u yuz gradusgacha yetishi mumkin. Kristallanish protsessi ikki bosqichdan iborat: kristallarning paydo bo‘lishi (kristallanish murtagi yoki markazlari paydo bo‘ladi) va bu markazlardan kristallarning o‘sib chiqishi. Qotishmaning o‘ta sovish darajasi Tn dan past bo‘lganida suyuq metallning ko‘p uchastkalarida o‘sishga moyil bo‘lgan kristall murtaklari hosil bo‘ladi. Hosil bo‘lgan kristallar avvaliga erkin o‘sadi va u yoki bu darajada to‘g‘ri geometrik shaklga ega bo‘ladi. Keyin o‘sayotgan kristallar bir-biri uchrashganda ularning to‘g‘ri shakli bo‘ziladi, chunki uchastkalarda yoqlarning o‘sishi to‘xtaydi. Subq metall erkin kirishi mumkin bo‘lgan yo‘nalishlaridagina 36 kristall o‘sishi mumkin. Natijada avvalgi to‘g‘ri geometrik shaklga ega bo‘lgan kristallar qotgandan so‘ng ngoto‘g‘ri shaklni oladi. Ular kristallitlar yoki zarralar deb ataladi. Kristallanish paytida hosil bo‘ladigan zarradarning o‘lchami faqat o‘z- o‘zidan paydo bo‘ladigan kristallanish markazlari soniga bog‘liq bo‘libgina qolmay, suyuq metallda doim mavjud bo‘ladigan erimagan aralashmalar miqdoriga ham bog‘liq bo‘ladi. Bunday erimagan aralashmalar kristallanishning tayyor markazlari bo‘lib hisoblanadi. Ularga oksidlar (masalan, Al2 O3) , nitridlar, sulfidlar va boshqa birikmalar kiradi. Ushbu metallda yoki qotishmada asosiy metall atomlarining o‘lchamlariga teng bo‘lgan qattiq zarrachalarnigina kristallanish markazlari bo‘la oladi. Bunday qattiq zarrachalarning kristall panjarasi tuzilishi va parametrlariga ko‘ra kristallanayotgan metall panjarasiga yaqin bo‘lishi kerak. Bunday zarrachalar qancha ko‘p bo‘lsa, kristallanayotgan metall zarralari shuncha mayda bo‘ladi. Kristallanish markazlari hosil bo‘lishiga sovish tezligi ham ta’sir etadi. Sovish tezligi qancha yuqori bo‘lsa, kristallanish markazlari shuncha ko‘p paydo bo‘ladi va demak, metall zarralar ham paydo bo‘ladi. Mayda zarralar oli uchun sun’iy kristallanish markazlari hosil qilinadi. Buning uchun suyultirilgan metallga (eritmaga) modifikatorlar deb ataladigan maxsus moddalar kiritiladi. Masalan, magniyli qotishmalarni modifikatsiya qilinganda uning zarralari 0,2-0,3 dan 0,01-0,02 mm gacha, ya’ni 15-20 marta kichiklashadi. Qumalarni modifikatsiya qilish uchun qotishmaga qiyin eriydigan birikmalar (karbidlar, oksidlar) hosil qiluvchi qo‘shimchalar kiritiladi. Masalan, po‘latni modifikatsiya qilishda alyuminiy, titan, vanadiy, alyuminiyli qotishmalarni modifikatsiya qilganda esa marganets, titan, vanadiydan foydalaniladi. Ba’zan modifikatorlar sifatida sirtqi aktiv moddalar ham ishlatiladi. Ular suyuq metallda eriydi. Bu qatlam kristallning yanada o‘sishiga to‘sqinlik qilib, metallning tuzilishini mayda zarrali qiladi. 37 Metall quymaning tuzilishi. O‘suvchi kristallarning shakli ularning bir-biriga tegish shartlari bilangina emas, balki qotishmaning tarkibi, qo‘shilmalar borligi va sovish rejimi bilan ham belgilanadi. Odatda, kristallar hosil bo‘lishi mexanizmi dendrit (daraxtsimon) xarakterga ega. Dendrit kristallanish zarralarning notekis tezlikda o‘sishi bilan xarakterlanadi. Zarralar hosil bo‘lgach, ularning rivojlanish atomlar joylashishining zichligi katta va ular orasidagi masofa kichik bo‘lgan tekislik hamda panjara yo‘nalishlarida sodir bo‘ladi. Bu yo‘nalishlarda bo‘lg‘usi kristallning birinchi tartibli o‘qlari (1) deb ataluvchi uzun shoxchalar paydo bo‘ladi. (5-rasm) Keyinchalik birinchi tartibli o‘qlardan yangi ikkinchi tartibli o‘qlar (2), ikkinchi tartibli o‘qlardan esa uchinchi tartibli o‘qlar (3) o‘sib chiqadi va h.k. kristallana borish davomida yuqori tartibli o‘qlar hosil bo‘lib, ular asta-sekin suyuq metall egallab turgan oraliqlarni to‘ldira boradi. Po‘lat quyma olishning real protsessini qo‘rib chiqamiz. Po‘lat quymalar metall qoliplarla (izlojnitsalarda) yoki uzluksiz po‘lat quyish qurilmalarida sovitish yo‘li bilan olinadi. Issiqlikning bir xil tezlikda chiqishini ta’minlash mumkin bo‘lmaganligi uchun qolipda po‘lat butun hajm bo‘yicha bir vaqtda qota olmaydi. Shuning uchun po‘lat qolipning sovuq devori va tubida kristallana boshlaydi, so‘ngra suyuq metallning ichi tomon yoyiladi. Suyuq metall qolip devorlari 1 ga tekkanda dastlabki paytda o‘qlari teng bo‘lgan mayda kristallar zonasi 2 hosil bo‘ladi. (6-rasm) Qattiq metall hajmi suyuq metall hajmidan kichik bo‘lganligidan qolip devori bilan qotgan metall orasida havo qatlami hosil bo‘ladi hamda metall devoriga tegishi natijasida devor qiziydi, shuning uchun metallning sovish tezligi kamayadi va kristallar issiqlik chiqayotgan ustunsimon kristallardan tashkil topgan zona 3 hosil bo‘ladi. Quymaning ichki zonasi 4 da sekin sovish oqibatida teng o‘qli oriyentirlanmagan katta o‘lchamli kristallar hosil bo‘ladi. 38 Quymaning eng oxirida soviydigan yuqori qismida sovish jarayonida metall hajmining kichrayishi oqibatida cho‘kish chuqurchasi 6 paydo bo‘ladi. CHo‘kish chuqurchasi ostidagi zona 5 da metall cho‘kish g‘ovaklari ko‘p bo‘lganligidan quymada zichligi past bo‘lgan qismi olib tashlanadi. Olib tashlangan qismi qayta eritishda foydalaniladi. Quyma bir jinsli bo‘lmagan ximiyaviy tarkibga ega bo‘lib, u qancha katta bo‘lsa, quyma shuncha yirik bo‘ladi. Masalan, po‘lat quymada oltingugurt va fosfor konsentratsiyasi quyma sirtidan markazga tomon va pastdan yuqori tomon ko‘payib boradi. Quymaning ayrim zonalar bo‘yicha ximiyaviy bir jinslimasligi zonallikvatsiya deb ataladi. U metallning mexanik xossalariga salbiy ta’sir ko‘rsatadi. Yüklə 3,88 Mb. Dostları ilə paylaş:
|