3-ma’ruza mashina qismlariga ishlov berish turlari asosiy tayanch tushuncha va atamalari

Konstruksion materiallarning turli xossalari
Har qanday muhandislik materialining muhim xossalari ular qo‘llanayotgan konstruksiya sifatiga ta’sir ko‘rsatib, mazkur materiallar qo‘llanishiga turli cheklovlar qo‘yish bilan miqdor va sifat jihatidan ta’riflanadilar. Konstruksion materiallarning turli xossalari quyida keltirilgan.

1. Fizik xossalar

2. Kimyoviy xossalar

3. Termikxossalar

4. Elektr xossalar

5. Magnit xossalar

6. Optik xossalar

7. Mexanik xossalar

Fizik xossalar

Metallarning muhim fizik xossalar zichlik, rang, o‘lcham va shakllar (o‘lchamlar), solishtirma og‘irlik, g‘ovaklilik, yaltiroqlik va sh.k. ulardan ba’zilari sifatida aniqlangan.

1. Zichlik

Hajm birligiga to‘g‘ri keladigan massa zichlik deb ataladi. Metrlar tizimida uning birligi kg/mm³ alyuminiy va magniyning juda kichik zichlikka egaligi tufayli havo transporti va transport sohalarida ko‘p ishlatiladi.

Ilovalar.

2. Rang

Bu metall yuzasidan aks etgan (urilib qaytgan) yorug‘lik sifatiga oid.

3. O‘lchamva shakl

Har qanday metallning o‘lchamlari material o‘lchamiva shaklini aks ettiradi. Uzunligi, eni, balandligi, chuqurligi, diametri, egriligi va shu kabilar o‘lcham bilan belgilanadi. Shakl to‘g‘riburchak, kvadrat, yumaloq yoki istalgan boshqacha ko‘rinishni belgilab beradi.¹

4. Solishtirma vazn (og‘irlik)

Istalgan metallning solishtirmavazni (og‘irligi)deb metall og‘irligining u egallagan hajmga nisbatiga aytiladi.  

5. G‘ovaklilik

Agar material ichida g‘ovaklarga ega bo‘lsa, u g‘ovakli yoki o‘tkazuvchan deb ataladi.

Kimyoviy xossalar

Materiallarning kimyoviy xossalarini o‘rganish juda ham zarur, chunki texnika, materiallarning kattagina qismi o‘zi reaksiyaga kirishi mumkin bo‘lgan boshqa moddalar bilan kontakt (aloqa)ga kirishar ekan, metall yuzasining kimyoviy emirilishiga uchraydi. Ba’zi bir metallar korroziya (zanglash)ga, kimyoviy tarkiblar, kislotalar yoki ishqorlarga nisbatan chidamli bo‘ladilar. Korroziya materiallarning atrofdagi muhit bilan kimyoviy reaksiyaga kirishishi oqibatida ularning holatini asta-sekin yomonlashtirib boradi.

Issiqlik xossalari

Issiqlik xossalarini o‘rganish metallning issiqlik o‘zgarishlari, ya’ni harorat pasayishi yoki ko‘tarilishiga reaksiyasini bilishda muhim ahamiyatga ega. Turli issiqlik xossalarga issiqlik o‘tkazuvchanlik, issiqlikdan kengayish, solishtirma issiqlik sig‘imi, erish harorati, harorat o‘tkazuvchanlik kabilarni kiritish mumkin.

Erish harorati – kritik erish nuqtasi bo‘lib, unga etganda sof metall yoki qotishma o‘z shaklini qattiq holatdan suyuq holatga o‘zgartiradi. Bu shunday haroratki, unda suyuqlik va qattiq jism muvozanat holatida bo‘ladilar. Bundan tashqari, aytish mumkinki, ular qattiq va suyuq fazalar o‘rtasidagi o‘tish nuqtalari bo‘lib ham xizmat qiladilar. Erish harorati atomlar va molekulalararo bog‘liqliklar xarakteriga bog‘liq. Bundan kelib chiqib, yuqori erish harorati nisbatan mustahkam aloqalarga ega bo‘lgan materiallar tomonidan namoyish etiladi. YUmshoq po‘latning erish harorati 1500°S ni, misniki1080°Cva alyuminiyniki 650°S ni tashkil qiladi.²

Elektr xossalar

Materiallarning turli elektr xossalar o‘tkazuvchanlik, harorat koeffitsienti, qarshilik, dielektr zichlik, qarshilik vatermoelektr toki.

1. O‘tkazuvchanlik

O‘tkazuvchanlikka materialning elektr tokini o‘tkazish imkoniyati, jism yoki muhitning ularda elektr maydoni ta’sirida elektr toki yuzaga kelishini belgilab beradigan xossasi sifatida ta’riflanadi.

2. Qarshilikning harorat koeffitsienti

Bu, odatda, qarshilikning haroratdan o‘zgarishini aniqlash uchun aytiladi.

Elektr qarshilikning harorat koeffitsienti  — elektr zanjir uchastkasi elektr qarshiligining yoki haroratning bir birlikka o‘zgarishida modda solishtirma qarshiligining nisbiy o‘zgarishiga teng kattalikdir.

3. Dielektrik mustahkamlik

Bu yuqori kuchlanishda materialning izolyasiyalash imkoniyatini anglatadi. Yuqori dielektr kuchga ega bo‘lgan material o‘zi orqali tok o‘tkazishidan oldin ancha katta vaqt davomida chidashi mumkin.

4. Qarshilik

Bu materialning o‘zi orqali o‘tayotgan elektronlar oqimini cheklash xossasidir.

5. Termoelektr toki

Agar ikki turli xil metallni birlashtirib, so‘ng ana shu qotishmalar qizdirilsa, bu metallarga ulangan zanjirda kuchsiz elektr toki generatsiyalana (jamlana) boshlanib, uning kattaligi haroratga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi. Bu kuchlanish qiymati u qadar katta bo‘lmaydi (millivolt diapazonida). Bu hodisa termoelektr samara sifatida ma’lum. Termojuftliklar ham ana shu tamoyil asosida ishlaydilar.³

Magnitxossalari

Materiallarning magnitlanish xossalari spin-elektronlar va elektronlarning atom yadrolari atrofidagi orbital harakati tufayli yuzaga keladilar. Ba’zi atomlarda qarama-qarshi spinlar boshqalari bilan bartaraf (neytralizatsiya) etiladilar, biroq bir yo‘nalishda aylanayotgan elektronlar ko‘payib ketganida magnit maydoni yuzaga keladi. Ko‘plab materiallar, doimiy magnit hosil qila oladigan ferromagnit materialdan tashqari, faqat tashqi elektrmagnit maydoni ta’sirida magnitlash ta’sirini namoyon etadilar. Materiallarning magnitlash xossalarimoddaning ko‘plab tuzilish va ishlashi jihatlarini belgilab beradi.

Materiallarning turli magnit xossalari turlicha magnit gisterezisi, koersitiv kuchva mutlaq o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lib, ular quyida taqdim etiladi.

1. 
   Magnit gisterezisi
   

Magnit gisterezisi — magnitlanish vektori va magnit maydoni zo‘riqqanligi (kuchlanish) vektorining nafaqat qo‘yilgan tashqi maydon, balki mazkur namuna avvalgi imkoniyatlari(tarixi)ga bog‘liq bo‘lgan hodisadir. Magnit gisterezisi odatda ferromagnetiklar — Fe, Co, Ni va ular asosidagi qotishmalarda namoyon bo‘ladi. Doimiy magnitlar mavjudligi aynan magnitgisterezisi bilan izohlanadi.

Kyuri nuqtasi, yoki Kyuri harorati — II turdagi fazaviy o‘tish harorati bo‘lib, u modda simmetriyasi xossalarining sakrab o‘zgarishi bilan bog‘liq (masalan, magnit — ferromagnetiklarda, elektr — segnetoelektriklarda, kristallkimyoviy — tartiblashtirilgan qotishmalarda).⁴

Kyuri haroratidan quyiroqda, materialning magnitgisterezisi ortib borayotgan haroratda ferromagnit bo‘lmay qo‘yadi, yoki uharorat tushib ketganida magnitli ko‘rinish oladi. Deyarli barcha magnitlanadigan (magnitli) materiallar gisterezis nomini olgan hodisani namoyish etadilar.

2. 
   Koersitiv kuch
   

Koersitiv kuch (lot. coercitio «tutib turish») — bu ferro- yoki ferrimagnit moddaning to‘liq magnitsizlanishi uchun talab etilgan magnit maydonining kuchlanish (zo‘riqish) qiymati. SI tizimidagi o‘lchov birligi — Amper/metr.U neytrallash uchun zarur bo‘lgan magnitlovchi kuch sifatida aniqlanadi. To‘lig‘icha elektrmagnitdagi magnetizm magnitlovchi kuchdan keyin nolga teng bo‘lib qoladi.

3. Absolyut (mutlaq) o‘tkazuvchanlik

U materialdagi oqim zichligining magnitlovchi kuchga nisbati sifatida aniqlanadi. Paramagnit materiallar birga nisbatan ko‘proq o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lsalar, shu bilan birgadimagnit materiallar birdan kam o‘tkazuvchanlikka egalar. Moddalarning aksariyat ko‘pchiligiyo diamagnetiklar (  ), yoki paramagnetiklar toifasiga (  ) oid hisoblanadilar. Ammo yana qator moddalar — (ferromagnetiklar), masalan temir, yaqqol ifodalangan magnit xossalariga ega bo‘ladilar.

Optik xossalar

Konstruksion materiallarning asosiy optik xossalari yorug‘likni sindirish, yutish koeffitsienti, aks ettirish imkoniyati va o‘tkazuvchanlik kabilar hisoblanadi.

Yоrug‘likni sindirish metallning muhim optik xossalaridan biri bo‘lib,u yorug‘likning vakuumdagi tezligining yorug‘likning materialdagi tarqalish tezligiga nisbati sifatida ta’riflanadi (aniqlanadi).Buni shuningdek tushish burchagi sinusining refraksiya sinusiga nisbati deb ham atash mumkin.⁵

Mexanik xossalar

Turli kuchlar ta’sirida materiallar ekspluatatsiya (foydalanish) jarayonida o‘z mustahkamlik tavsifini o‘zgartiradi. Materiallarning mexanik xossalariasbob-uskunalar va mashinalarni ishlab chiqishda ulkan sanoat ahamiyatiga ega. Tuzilma xossalariular kristall tuzilma va uning bog‘liqlik kuchiga bog‘liq ekanligi, ayniqsa kristall ichida va donchachalar chegaralarida mavjud bo‘lgan nomukamalliklar tabiati (mohiyati) va ishlashiga bog‘liq ekanligi tufayli sezuvchan hisoblanadilar. Metallarning mexanik xossalari deb ularning mexanik kuchga va yuklamalarga qarshi tura olish imkoniyati bilan bog‘liq xossalariga aytiladi. Metallning asosiy mexanik xossalari mustahkamlik, qattiqlik, qayishqoqlik, plastiklik (egiluvchanlik), bolg‘alanuvchanlik, zarbiy qovushqoqlik, mo‘rtlik, qattiqlik, quyilash xossalariva payvandlanuvchanlik hisoblanadi. Bu xossalarcho‘zilishga test hamda stress shtamm diagramma yordamida yaxshi o‘rganib chiqilishi mumkin. Bir qancha muhim va foydali mexanik xossalar quyida tasvirlab berilgan.

1. Elastiklik

U opredelyaetsya kak svoystvo materiala, chtobы vosstanovit svoyu pervonachalnuyu formu posle deformatsii kogda vneshnie silы budut snyatы. U shu bilan birga materialning deformatsiyalangani, zo‘riqish yoki yuklamadan keyingidastlabki holatga qaytish kuchi deb ifodalanishi ham mumkin.Uni shuningdek materialning cho‘zilish xossasi deb ham ataydilar.⁶

2. Toliqish chegarasi

Toliqish chegarasi – materiallarningmexanik tavsifi: material emirilmay takroran N (eng ko‘p marotaba) chidashi mumkin bo‘lgan siklning eng katta zo‘riqishi bo‘lib, bunda N–texnik shartlarda berilgan katta son (masalan, 10⁶, 10⁷, 10⁸).

U material deformatsiyaning stress tomon bir xil sur’at bilan borishini saqlab turadigan maksimal zo‘riqish sifatida ta’riflanadi. Uning qiymatini o‘lchab aniqlash qiyin bo‘lsa ham, biroq undan pretsizionasboblar (instrumentlar), prujina va shu kabilarni qurish uchun muhim ilova sifatida foydalanish mumkin.

3. Qayishqoqlik chegarasi

Ko‘pgina metallar toliqish chegarasidan biroz yuqori bo‘lgan zo‘riqish ostida bo‘lishlari mumkin. Konstruksiya elementlarida qoldiq deformatsiyalar yuzaga kelmaydigan maksimal zo‘riqish qiymati (ya’ni faqat qayishqoq deformatsiyalar yuz beradi) qayishqoqlik chegarasi deb ataladi. Bu chegaradan chiqib ketganda metallo‘z original (dastlabki) shaklini qayta tiklay olmaydi va deformatsiyalar jamlanib (yig‘ilib) boradi.

4. Oquvchanlik chegarasi

Oquvchanlik chegarasi deb yuklamani oshirmasa ham deformatsiyalar ham o‘z-o‘zidan o‘sishda davom etadigan materialning mexanik tavsifiga  aytiladi.

Plastik metallarning, muayyan yuklamada, xususan, cho‘zuvchi kuchga qarshilik ko‘rsatishi to‘xtaydi. Bu esa yuklamani kattalashtirmasa ham metallarda kattagina qoldiq deformatsiya o‘sishi ro‘y berishini anglatadi. Bu nuqta oquvchanlik chegarasi deb nomlanadi. YUmshoq po‘lat kabi ba’zi metallar muayyan oquvchanlik chegarasini namoyon etib, bu holda oquvchanlik chegarasi shunchaki ana shu zo‘riqishning bir nuqtasi bo‘lib keladi, xolos.

U materialning yuklama ostida deformatsiyaga bardrshlilik imkoniyati deb baholanadi.⁷

5. Mustahkamlik

Kuch materialning tashqaridan tushayotgan sindirish yoki oquvchanlik kuchiga bardoshlilik, chidash imkoniyati sifatida ifodalanadi. Materialning tashqaridan tashayotgan kuchga ko‘rsatayotgan ichki qarshiligi stress deb ataladi. Metall yuk ko‘taruvchi metallning quvvati va uning tashqi kuchlar ta’siridagi emirilishga bardosh berish xossasi kuch nomi ostida ma’lum. Material naqadar kuchli bo‘lsa, u shu qadar katta yuklamaga bardosh berishi mumkin. Materialning bu xossasi, binobarin, uning ishdan chiqmay stressga qarshi turish, bardoshlilik imkoniyatini belgilab beradi. Mustahkamlik yuklama tipiga bog‘liq ravishda o‘zgarib turadi (har xil bo‘ladi). Uni doim cho‘zish, edirilish va eshilishga tekshirib ko‘rish mumkin. Har qanday material emirilishiga qadar bardosh berishi mumkin bo‘lgan maksimum uning chidamlilik (bardoshlilik) chegarasi deb ataladi. Materialni uzilishga mustahkamligi uning cho‘zilishdagi mustahkamlik chegarasi bo‘lib xizmat qiladi.

6. Qattiqlik

Unga materialning yuklama ostida deformatsiyaga bardosh berish imkoniyati sifatida ta’rif beriladi. Materialning qayishqoq deformatsiyaga yoki bukilishga qarshiligi qattiqlik yoki mustahkamlik deb nomlanadi. Yuklama ostida u qadar o‘zgarmaydigan, yoki kam deformatsiyalanadigan material katta qattiqlik yoki mustahkamlik darajasiga ega bo‘ladi.

Masalan, po‘lat yoki alyumin balkalar bir vaqtning o‘zida talab etilgan yuklamaga dosh berish uchun etarli mustahkamlikka ega bo‘lishlari mumkin, biroq alyumin balka ko‘proq "osilib" yoki kuchliroq bukilib qolishi mumkin. Bu esa po‘lat alyumin brusga nisbatan qattiqroq ekanligini anglatadi.⁸

Agar material chiziqli zo‘riqqan-deformatsiyalangan holat chegarasidan chiqmay, Guk qonuniga muvofiq ishlasa, uning qattiqligi YUng moduli yoki qayishqoqlik moduli (E) bilan belgilanadi. Yung modulining ana shu qiymati qancha katta bo‘lsa, material shuncha qattiq bo‘ladi. Cho‘zuvchi yoki siquvchi zo‘riqishlarda uqattiqlik moduli yoki "elastiklikmoduli" moduli deb atalsa; siljishda qattiqlik moduli deb nomlanadi, va bu ko‘rsatkich, odatda, Yung modulining 40% ga to‘g‘ri keladi.Tez-tez (ko‘p) ishlatiladigan materiallar uchun hajmli qayishqoqlik modulidan foydalanadilar.

7. Plastiklik

Plastiklik — materialning emirilishsiz katta qoldiq deformatsiyalarni o‘ziga olish imkoniyati.

Plastiklik materialning deformatsiyani doimiy asosda yuklma ostida saqlab turadigan mexanik xossasini belgilab beradi (anglatadi). Plastiklik (egiluvchanlik) xossasi texnologicheskix operatsiy, kak shtamplash, cho‘zish, ingichkalash, bukish va shu kabi boshqa texnologiya operatsiyalar uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega.

Bu materialning qoldiq deformatsiyasining ma’lum qismini (darajasini) uning uzilmagan yoki ishdan chiqmagan holda o‘tish imkoniyati yoki bunga moyilligidan iborat. Plastik deformatsiya faqat materialning qayishqoqlik diapazoni o‘tilganidan so‘ng yuz beradi. Materialning bunday xossasi shakl berish, bosim ostida ishlov berish, presslash va boshqa ko‘plab qaynoq yoki sovuq ish jarayonlarida muhim o‘rin tutadi. Loy, qo‘rg‘oshin kabi materiallar xona haroratida plastik (egiluvchan) bo‘lsalar, po‘lat esa bolg‘alash haroratida plastik xususiyatga ega bo‘ladi. Bu xossa odatda materiallar harorati ortishi bilan o‘sib boradi.

8. Cho‘ziluvchanlik

Cho‘ziluvchanlik deb materialning cho‘zuvchi yuklama (kuch) ta’sirida (qo‘llagan holda) sim kabi cho‘zilish imkonini beradigan xossasiga aytiladi. Plastik material kuchli va plastik (egiluvchan) bo‘lishi shart. Cho‘ziluvchanlik ba’zan nisbiy uzayish bilan ham belgilanadi.

Texnikada ishlatiladigan plastik materiallar, plastiklik (egiluvchanlik) xususiyati kamayib borishi tartibida taqdim etilgan: yumshoq po‘lat, mis, alyuminiy, nikel, sink, qalay va qo‘rg‘oshin.⁹

9. Bolg‘alanuvchanlik

Bolg‘alanuvchanlik–bu materialning siquvchi kuchlar ta’sirida, qaynoq yoki sovuq ishchi vositalari yordamida yupqa varaqa(list)larga darzlarsiz ezilish imkoniyatidir. Bu plastiklikning o‘ziga xos turi bo‘lib, u yupqa list tarzida bolg‘alanadigan, yoki pachaqlanadigan materiallar olish imkonini beradi. Ishlov beriluvchan material shuningdek plastik (egiluvchan) ham bo‘lishi kerak, bu u qadar muhim fazilat emas. Muhandislik amaliyotida qo‘llanadigan materiallarning yumshoqligi (ishlov beriluvchanligi) kamayib borish tartibida quyidagilardan iborat: qo‘rg‘oshin, yumshoq po‘lat, bolg‘alangan temir, mis va alyuminiy. Alyuminiy, mis, qalay, qo‘rg‘oshin, po‘lat va h.k.yuqori darajada bolg‘alanadigan metallar sifatida e’tirof etiladi.

10. Qattiqlik

Qattiqlik—materialning mahalliykontaktli ta’sir oqibatida plastikdeformatsiyaga uchramaslik xossasi.

Qattiqlik metallning boshqa metallni qisqartirish imkoniyati sifatida aniqlanadi (ta’riflanadi). Nisbatan qattiqroq metallni har doim ham kesib olish yoki yumshoqroq metallga o‘rnatish mumkin. Bu metallarning juda muhim xossasi bo‘lib, keng ko‘lamli qiymatlarga (ahamiyatga) ega. U ko‘plab turli-tuman, edirilishga, tirnalishga, deformatsiyalanishga chidamlilik, yaxshi ishlov beriluvchanlik kabi xossalarga ega.

11. Mo‘rtlik

Mo‘rtlik materialning plastiklik(egiluvchanlik)ka qarama-qarshi xossasi hisoblanadi. Bu materialning ozroq miqdorda buzilish bilan uzilish, sinish xossasidir. Yuklama ostida 5% dan kamroq miqdorda cho‘zilish imkoniyatiga ega bo‘lgan materiallar mo‘rt materiallar deb nomlanadi. Cho‘zuvchi yuklama ostidagi mo‘rt materiallar etarli darajada cho‘zilmay turib uzilib ketadilar. Shisha, cho‘yan, latun va sopol mo‘rt materiallardan deb hisoblanadilar.

12. Siljuvchanlik

Siljuvchanlik deb muayyan vaqt davomidagi doimiy zo‘riqish ta’sirida uzluksiz yuz beradigan plastikdeformatsiya hodisasiga aytiladi. Siljuvchanlik va uzoq muddatli bardoshlilik sinovlari metall va qotishmalarning issiqlikka chidamlilik tavsiflarini miqdoriy baholash maqsadida qo‘llanadi.

13. Shakl oluvchanlik (beruvchanlik)

Metallarning bu xossasi, uning turli shakl va o‘lchamlarni osonlik bilan olishini anglatadi. SHakl oluvchanlikka ta’sir qiladigan turli omillar bu – metallning kristalli tuzilmaga egaligi, donachalari o‘lchami, unga sovuq va qaynoq ishlov berish, boshlang‘ich metalldagi legirlovchi element. Kichik o‘lchamli donachali metallar chuqur bo‘lmagan shakl oluvchanlik uchun ishlatilsa, yirik donachali metallni og‘ir shakl berish uchun ham qo‘llash mumkin. Qaynoq ishlov berish deformatsiyalanish xususiyatini oshirib yuboradi. Quyi uglerodli po‘lat shakl oluvchanlikka yaxshi imkoniyatlarga ega.

14. Quyiluvchanlik sifatlari

Quyiluvchanlik sifatlari metallning turli shakl vao‘lchamlarga quyilishi mumkinligini bildiradigan osonlikni va shunday xossaga egaligini anglatadi. CHo‘yan, alyuminiy valatunyaxshi quyiluvchanlik xususiyatlariga ega.¹⁰

15. Payvandlanuvchanlik

Payvandlanuvchanlik ikki o‘xshash (bir xil) yoki turli xil metall bosimni qo‘llagan yoki qo‘llamagan holda hamda qo‘shimcha metallni qo‘shib, yo qo‘shmay turib, samarali biriktirilish (ulanish) xossasiga egaligini bildiradi (payvandlash). Payvandlanuvchanlik xossasiga ega bo‘lgan metallar quyidagilar: (bu imkoniyati pasayib borish tartibida) temir, po‘lat, quyma po‘lat va zanglamaydigan po‘lat.¹¹