Amaliy mashg'ulot №3 mavzu: ikki komponentli qotishmalarning holat diagrammasini o‘rganish ishnining maqsadi

Muvozanat holatida turgan har qanday tizimning fazalari soni (F), komponentlari soni (K) va erkinlik darajalari soni (S) orasidagi bog’lanishni ko’rsatuvchi matematik ifoda

C = K – F + 1

fazalar qoidasi yoki Gibbs qonuni deb ataladi.
Likvidus chizig’i (ACD) dan yuqori haroratlarda (1.1-rasm) barcha qotishmalar suyuq holatda bo’lganligi uchun tizimning erkinlik darajalari soni ikkiga teng:
C = K – F + 1 = 2 – 1 + 1 = 2
ya’ni, qotishmaning bir fazaliligini o’zgartirmasdan ma’lum haroratlar oralig‘ida uni qizdirish va sovitish, hamda uning komponentlari miqdorini o‘zgartirish mumkin. AS va AYES, shuningdek CD va SF chiziqlari orasidagi sohalarda esa tizim ikki fazalidir (suyuq qotishma va qattiq qotishma). Uning erkinlik darajalari soni birga teng (C=2–2+1=1), ya‘ni tizimning ikki fazaligini o‘zgartirmasdan saqlab qolish uchun uning faqat bitta parametri (harorati yoki kontsentratsiyasi) o‘zgarishi mumkin.
NJE va GSE chiziqlari oralig‘idagi sohada tizim bir fazali bo‘lib, uning erkinlik darajalari soni ikkiga teng.
Temir-sementit holat diagrammasining qolgan barcha sohalarida qotishma ikki fazali bo‘lib, erkinlik darajalari soni birga teng. ESF va PSK chiziqlariga mos keluvchi haroratlarda (1147⁰C va 727ºC) qotishma uch fazali bo‘lib, uning erkinlik darajalari soni nolga teng (2-jadval).
2-jadval.
Temir- sementit holat diagrammasining asosiy chiziqlarida sodir bo’ladigan fazaviy o‘zgarishlar

Chiziq-ning belgila-nishi	Qotishmalar sovitilganda diagrammaning chiziqlarida ro‘y beradigan o‘zgarishlar	Fazalar nomi	Faza-lar soni	Tizimning erkinlik darajalari soni
AC	Suyuq qotishmadan austenit ajralib chiqishining boshlanishi	Austenit+suyuq qotishma	2	1
AE	Suyuq qotishmadan austenit ajralib chiqishining tugashi	Austenit+suyuq qotishma	2	1
EC	Suyuq qotishmadan austenit ajralib chiqishining tugashi, ledeburit hosil bo’lishi	Austenit+sementit+ +ledeburit	3	0
CD	Suyuq qotishmadan birlamchi sementit ajrala boshlashi	Suyuq qotishma + sementit	2	1
CF	Suyuq qotishmadan birlamchi sementit ajralib chiqishining tugashi, ledeburitning hosil bo‘lishi	Suyuq qotishma + sementit+ledeburit	3	0
ECF	Suyuq qotishmadan ledeburit hosil bo‘lishi	Suyuq qotishma+ austenit +sementit	3	0
GS	Austenitdan ferrit ajralib chiqishining boshlanishi	Austenit+ ferrit	2	1
GP	Austenitdan ferrit ajralib chiqishining tugashi	Austenit+ ferrit	2	1
PS	Austenitdan ferrit ajralib chiqishi tugab, perlit ajrala boshlashi	Austenit + ferrit + sementit	3	0
PSK	Austenitdan perlit hosil bo‘lishi	Austenit + ferrit+ sementit	3	0
SE	Ikkilamchi sementit ajralib chiqishining boshlanishi	Austenit + sementit	2	1
SK	Ikkilamchi sementit ajralib chiqishining tugashi, austenitdan perlit hosil bo‘lishi	Austenit + sementit ferrit	3	0
PQ	Ferritdan uchlamchi sementit ajrala boshlashi	Ferrit + sementit	2	1

3-jadval.

Temir- sementit qotishmalarining holat diagrammasidagi nuqtalarda sodir bo‘ladigan fazaviy o’zgarishlar

Nuqta-larning belgila-nishi	Qotishmalar qizdirilganda va sovitilganda nuqtalarda sodir bo’ladigan fazaviy o’zgarishlar	Uglerod miqdori, %	Nuqtaga mos keluvchi harorat, °C	Fazaning nomi	Faza-lar soni	Erkin-lik daraja-lari soni	Eslatma
A	Toza temirning suyuqlanish va qotish harorati	0	1539	Suyuq qotishma+ +temir kristallari	2	1	Bir kompo-nentli tizimlarga Gibbs qoidasini qo’llab bo’lmaydi.
D	Sementitning suyuqlanish va qotish harorati	6,67	1260	Suyuq qotishma+ +sementit (birlamchi)	2	1
C	Ledeburitning suyuqlanishi va hosil bo’lishi	4,30	1147	Suyuq qotishma+ +austenit + sementit	3	0
E	Uglerodning austenitda maksimal erishi	2,14	1147	Suyuq qotishma+ +austenit+semen-tit	3	0
S	Uglerodning austenitda minimal erishi	0,80	727	Austenit + ferrit+ sementit	3	0
G	-temirning α – temirga yoki -temirning -temirga aylanishi	0	911	α–temir + -temir	2	1
P	Uglerodning α-temirda maksimal erishi	0,025	727	Austenit+ferrit+ +sementit	3	0
Q	Uglerodning α-temirda minimal erishi	0,006	0	Ferrit+ +sementit	2	1
F	Fazaviy o’zgarishlar bo’lmaydi	6,67	727	Sementit (birlamchi)	1	-
K	Fazaviy o’zgarishlar bo’lmaydi	6,67	1147	Sementit (birlamchi)	1	-

Uy haroratida uning kristall panjarasi hajmi markazlashgan kub (HMK) shaklida bo‘ladi. Bunda temir α-Fe deb ataladi. Harorat 911⁰C ko‘tarilganda temirning kristall panjarasi yoqlari markazlashgan kub shakliga o‘tadi. Bunda temir γ-Fe deb ataladi. 1392 ⁰C da temirning fazaviy panjarasi yana hajmi markazlashgan kub shakliga aylanadi. Bunday temirni δ-Fe yoki α-Fe ning yuqori haroratli shakli deb ataladi.

Qotishmaning qattiq holatida temir uglerod bilan birikib, bir nechta fazalar hosil qiladi:
-ferrit (F) - uglerodning α temirdagi singish qattiq eritmasi. Ferrit tarkibida 727 ⁰C da - 0,025%, 20 ⁰C da 0,006% С bo‘ladi.
- austenit (A) - uglerodning γ temirdagi singish qattiq eritmasi. Austenit tarkibida 1147 ⁰C da - 2,14%, 727 ⁰C da esa 0,006% С bo‘ladi.
-sementit (S) - temir bilan uglerodning kimyoviy birikmasi (Fe₃-C). Sementit tarkibida 6,67% С bo‘ladi.