1-ma’ruza 1-mavzu: materialshunoslik va konstruksion materiallar texnologiyasi fanining predmeti va vazifasi

                                                 5.MA’RUZA. 
 
MAVZU: QOTISHMALAR  NAZARIYASI  HAQIDA  MA’LUMOT. 
  
R  E  J  A .  
  
1.
 
Qotishmalarning  turlari  va    ularning    mashinasozlikdagi 
ahamiyati.  
2.
 
Qotishmalarning holat diagramalari va ularning  tuzilishi.  
3.
 
Fazalar miqdori va uning aniqlash yo’llari.  
4.
 
Fazalar qoidasi haqida  tushuncha. 
  
 Tayanch iboralar:  
Qotishma, mexanik aralashma, komponent, qattiq  eritma, kimyoviy birikma, 
faza, faza miqdori, muvozanat holatda turuvchi diagramma, holat diagramma. 
 
     Ikki va  undan  ortiq  elementlarni (metallarni metallar bilan yoki  
metallarni  metalloidlar  bilan)  birga  suyuqlantirish, qizdirib qovushhtirish  
va boshqa yo‘llar bilan olingan murakkab birikmaga qotishma deyiladi.  
     Tajribalar  Shuni  ko‘rsatadiki,  qotishmalar  tarkibiga  kiruvchi  elementlar 
xiliga    miqdoriga    va    boshqa    ko‘rasatgichlariga    ko‘ra  ularda  quyidagi 
qotishma uchraydi.  
     1.Mexanik  aralashma.  Qotishma  tarkibiga  kiruvchi  komponentlar  suyuq  
holda  bir-birida to‘la yorib, kristallanishh jarayonida bir-biriga tortilmay, har  
biri  mustaqil  kristallar  hosil qilsa, bunday qotishmalarga mexanik aralashma 
beruvchi qotishma deyiladi.  
     Komponentlari suyuq  holatda  bir-birida eriydigan, hamma qattiq holatda 
erimaydigan va  o‘zaro  kimyoviy   birikma  hosil qilmaydigan qotishmalar 
mexanikaviy aralashmalar deyiladi.  
     Bu  qotishmalarga  kirgan    har    bir    komponent    o‘z    fazoviy  kristall 
panjarasini saqlaydi.  
     Komponent  so‘zi  lotincha  so‘zdan  olingan  bo‘lib  -  tashkil  etuvchi  degan 
manoni bildiradi.  
     Qotishma  
tarkibiga  
kiruvchi  
komponentlar  
atomlarning  
diametrlari farqi 15 %  dan ortiq bo‘lib, turli fazoviy kristall panjarali 
bo‘lgandagina mexanik aralashma hosil bo‘ladi.  
     Bu xil qotishmalar   Pv-Sv, Sn-Zn, Rv-Ag qotishmasi misol bo‘ladi.  
     Qotishmalarning  
birlamchi     
kristallaniehi  
o‘zgarmas 
temperaturada sodir bo‘ladigan bo‘lsa, bunday qotishma  evtetik  qotishma 
yoki evtetika deyiladi.  

---

 
  37
 
     Evtetik qotishmalarning suyuqlanishh  temperaturasi  ularning tarkibiga 
kiruvchi  komponentlarning suyuqlanishh temperaturasidan past bo‘lib, yuqori 
suyuqlanuvchanlikka ega.  
     Qotishmaning  bir-biridan  chegara  sirt  bilan  ajralgan  bir  jinsli  bunday 
qismga faza deyiladi.  
     Ikki komponentli  mexanikaviy  aralashma ikki fazali qotishmadir.  
     Murakkab shaklli  quymalar  ko‘pincha evtetik qotishmalardan olinadi.  
     2. Qattiq  eritmalar. Agar  qotishmalar  tarkibiga kiruvchi komponentlaning 
atomlari suyuq holatda bir-birida to‘la  erib qattiq holatga  O‘tganda  hali  bu  
xususiyatni saqlab qolib, bir jinsli barqaror faza hosil qilsa  bunday  
birikmalarga  qattiq eritmalar deyiladi.      Bu birikmalar zarbiy kuchlar 
ta‘siriga chidamli bo‘ladi.  
     Qattiq eritmalarda quyidagi bog‘lanishhlar uchraydi.  
     Komponent  
atomlarining  
urin   almashhishi.  
Agar  eruvchi 
komponyonit atomlari  erituvchi  komponentning  kristall panjarasiga o‘tib, 
atomlarning urin almashhish jarayoni kechsa, bunda hosil bo‘lgan qattiq 
eritma  atomlarning  urin  almashhishi  bilan hosil bo‘lgan qattiq eritmalar 
deyiladi.  
Bunday qotishmalarga Fe-Ni, Cu-Zn, Cu-Si kiradi.  
  
  
  
  
  
Mikrostruktura Sxemasi  
  
     Qotishmada  
eruvchi  
komponentning   atomlari  
erituvchi 
komponentning kristall  panajarasiga sinishhidan qattiq eritma hosil bo‘lishhi 
mumkin, bunday qattiq eritma singish  qattiq  eritmasi deyiladi. (metallar 
bilan metallmaslar.)  Fe-C, Fe-N, Fe-O.  
  
  

---

 
  38
 
     Qotishma  tarkibiga  kiruvchi  komponentlarning  o‘zaro  tasiriga  qarab 
ularning eruvchanligi turlicha bo‘ladi. Masalan, nikelda mis yoki misda nikel 
suyuq  va    qattiq    holida    to‘la  eriy  oladi.    Bu  qotishmalarda    erituvchi  
komponentning    yorituvchanligi  suyuq  holatdagidek,      qattiq    holatda    ham  
to‘la    saqlanadi.  Bu  xususiyat  hamma  komponentlarga  hos  bo‘lavermaydi. 
Ko‘pchilik metallar eruvchi   komponentlarni  cheklanmagan  miqdorda  erita 
olsa, ba‘zilari cheklangan miqdorda eritadi.  
     CHeklanmagan  miqdorda    eruvchi  komponent  atomlari  erituvchi 
komponent  atomlari  bilan  o‘rin  almashhishi,  ya‘ni  erituvchida  to‘la  erishhi 
uchun    har    ikkala  komponentning  atom  diametrlari  biri-biriga  yaqin  bo‘lib, 
kristall panjaralari ham bir xil bo‘lishhi lozim.  
     Agar  bir  xil  kristall  panjarali  ikki  komponentning  atom  diametrlari  o‘zaro 
farq  qilsa,  yani  eruvchi  komponent    atom    diametri    erituvchi    komponent 
atom  diametridan  ancha  katta  bo‘lsa,  hosil  bo‘lgan  qattiq  eritma  kristall 
panjarasining  bir  muncha buzilshiga  olib  keladi.    
Bu  buzilish  ma‘lum  chegaraga yetgach kristall panjara o‘z barqarorligini  
yo‘qotadi. Bu  esa  erituvchi komponentda  eruvchi  komponentning 
eruvchanligi cheklanganligini bildiradi.  
3.
 
Kimyoviy birikma. Qotishmalar  tarkibiga kiruvchi  komponentlarning (M-
n:    A    va    V)  birlamchi  kristallanishh  jarayonida  o‘zaro  reaksiyaga 
kirishhunivchi  natijasida  hosil  bo‘lgan  (Am  Vp)  birikmalar  kimyoviy 
birikmalar deyiladi.  
     Kimyoviy birikmalar tarkibiga kiruvchi komponentlar  o‘zaro ma‘lum 
nisbatda  bog‘lanib  bir  jinsli  qotishma hosil qilib, ularning kristall   panjarasi 
 
ayrim  
komponentlarning kristall  
panjaralaridan boshqacha 
bo‘ladi. Bu xil qotishmalarga Fe
3
C, CuAl
2
  lar misol bo‘ladi.  
     Bunday birikmalarning qattiqligi ham, elektr qarshiligi ham yuqori bo‘ladi.  
     Komponentlarning kimyoviy birikuvi natijasida hosil bo‘lgan qattiq eritma 
panjarasida buS joylar bo‘lsa  bunday  qattiq eritmalar ayirish qattiq eritmalar 
deyiladi.  
     Bu xil eritmalarga Ti bilan  NiC,V  bilan  VC  qotishmalar misol bo‘ladi.  
     Qotishma komponentlarining konsentrasiyasi va  temperaturasi 
o‘zgarganda fazalarining qanday holatda bo‘lishhini ko‘rsatuvchi diagramma 
Shuni qotishmaning holat diagramasi deyiladi.  
     Bu diagramma  eng  kichik erkin energiyali barqaror fazalar holatini 
ko‘rasatgani uchun bu  diagramma  qotishmaning  muvozanat diagrammasi 
deb ataladi.  
     Qotishmalarning  holat  diagrammasidan  kristallanish    davrida  faza 
(struktura) larning hamda ularga ko‘ra xossalarining o‘zgarishi kuzatiladi.  
  
  
  

---

 
  39
 
  
  
  
8- rasm  
Aniq  qotishmalarning  holat  diagrammasini  tuzish  uchun    aniq  tarkibli 
qotishmalar    olib,  ularni  tigel  deb  ataluvchi  O‘tga      chidamli  materialdan 
yasalgan idishga  kiritib,  pechda  suyultirriladi, so‘ngra asta - sekin sovitilib 
boriladi.  
     Bunda   qotishmalarning   kristallana   boshhlashi   va  
tugashi 
temperaturaning o‘zgarishi   termoelektrik  pirometr, strukturasi  esa maxsus 
metallog‘rafik mikroskop yordamida  kuzatib  boriladi  va olingan material 
asosida holat diagrammasi tuziladi.  
     Rv-Sv  qotishmasining  holat    diagrammasini    tuzish    uchun  turli 
konsentrasiyadagi  qotishma  olib  kritik  temperaturasini aniqlaymiz.  
     Aniqlangan  natijalar  asosida  har  bir  qotishma  uchun  sovutish  egri 
chiziqlari  chizilib,  koordinatalar  sistemasining  ordinatorlar  o‘qi      bo‘ylab   
qotishmalarning 
kritik 
temperaturalarini, 
absissa 
o‘qi 
bo‘ylab 
konsentrasiyalarini  qo‘yib  chiqib,  qotishmalarning  kristallana  boshhlash 
temperaturalari (a nuqta lar) ni tugash temperaturalari (b nuqta lar) ni o‘tkazib 
ularni  o‘zaro  tutashtirsak  RV    bilan  SB  qotishmalarining  holat  diagrammasi 
tuziladi.  (8-rasm).            Ma‘lumki 
qotishmaning kristal- lana boshhlash 
chizig‘i 
ASV 
dan 
yuqori 
temperaturada 
qotishma 
suyuq 
holatda,  kristallanishning  tugash 
chizig‘i 
DSE 
dan 
quyi 
temperaturada qattiq holatda va ular 
oraligida  esa  suyo‘q  va  qattiq 
holatda 
bo‘ladi. 
Qotishma 
temperaturasi  
va 
konsentrasiyasining 
o‘zgarishida 
uning faza o‘zgarishini kuzatish  
uchun   qotishmaning   xarakterli   

---

 
  40
 
uch konsentrasiyasini (A, V, S) 
 
 
olib,  ularni  suyuq  holatdan  uy  temperaturasiga  asta-sekin  sovitilib  borganda 
faza o‘zgarishini kuzataylik.  
     Agar  A  konsentrasiyali  suyuq  qotishmani  1  -  1  chiziq    bo‘ylab  asta 
sovitilsa    ,u  t  temperatura(a  nuqta  gacha)  suyuq  holatda  bo‘ladi.    Shuvaqtda 
suyuq  eritmadan Rv kristallari  ajrala  boshhlaydi, chunki bu  suyuq  eritmada 
Rv miqdori evtertik tarkibdan ko‘pdir.  
     Qotishma tepyoraturasi t c dan pasaygan sari suyuq eritmadan ajralayotgan 
Rv    kristallari    miqdori    orta    boradi  va  Shu  bilan  suyuq  eritmada  Rv  ning 
miqdori kamayib,  Sv miqdori ortib boradi.       
1
 
soha - suyuq eritma  
2
 
soha - RVkr Q suyuq eritma  
3
 
soha - SBkr Q suyuq eritma  
4
 
soha - RVkr Q evtertika  
5
 
soha - SBkv Q evtertika  
     Ushbu  jadvalda  RV-SB  qotishmalarining    aniqlangan    kritik 
temperaturalari keltirilgan.  
  
                                            7 - jadval.  
Qotishmaning 
konsentrasiyasi    
Kristallanishning 
boshhlanish temperaturasi  
Kristallanishning 
tugash 
temperaturasi 
o
C  
100% Rv  
95% Rv va 5% Sv  
90% Rv va 10% Sv  
87% Rv o‘v 13% Sv  
100% Sv  
327  
300  
246  
340  
631  
27  
246  
246  
246  
631  
  
4.
 
Qotishmalarning  holat    diagrammasidan    foydalanib,  uning  turli 
sohalaridagi    fazalar  miqdorini  kesmalar  qoidasi  asosida  aniqlanish  mumkin. 
Bir necha masalalarni echish bilan kifoyalanamiz.   
 1-misol  .80%    Sv  bilan  20%  Pv  dan  iborat  qotishmaning  280
o
S 
temperaturadagi   suyuq    va   qattiq   fazalari   miqdori   aniqlansin.  Bu  misolni  
echish uchun avvalo berilgan qotishmaning holat diagrammasini chizamiz.  
     Bu diagrammadan  berilgan  qotishmaning   o‘rnini, fazalarini aniqlaymiz. 
Buning  uchun    diagrammaning  abtsissa  o‘qidan  80  %    SB  li  konsentrasiyani 
belgilab  u  yerdan  1  -  1  chiziq,  ordinata  o‘qidan    esa  280  S  temperaturani 
ko‘rsatuvchi  nuqta  dan  gorizantal  chiziq  o‘tkazib,  bu  chiziqlar  kesishgan 
nuqta si L ni, yani qotishmaning berilgan o‘rnini topamiz.  
     Ma‘lumki  holat  diagrammaning  bu  sohasida    qotishma    SBkr  suyuq 
eritmasdan iborat bo‘ladi. Agar qotishmaning umumiy fazalar miqdorini Qu, 
qattiq  faza  miqdorini  Qk  va  suyuq  faza  miqdorini  Qs  demak  kesmalar 
qoidasiga ko‘ra ularningn nisbatlarini quyidagicha ifodalash mumkin.  
  

---

 
  41