«mashinasozlik texnologiyasi» fakulteti «Texnologik mashinalar va jihozlar»

25-MARUZA
Kompozitli mikrolegirlangan payvandlash simlari.
Reja:
1. Zanglamas po‘latlarni karbonat angidrid muxitida payvandlash.
2. Kompozitli mikrolegirlangan payvandlash simlari
Kremniy-marganetsli simning kimyoviy tarkibi 27.1-jadval

Simning markasi	S	Si	Mn	Cr	Ni	S	P
Св-08ГС	< 0,1	0,7-1,0	1,0-1,3	< 0,2	< 0,3	< 0,03	< 0,04
СВ-08Г2СА	< 0,1	0,7-0,95	1,8-2,1	< 0,2	< 0,3	< 0,03	< 0,035

Sim tarkibida Si miqdorini orttirishda 3-chi reaktsiya o‘rniga 4-chi reaktsiya ro‘y beradi.
Zanglamas po‘latlarni karbonat angidrid muxitida payvandlash mumkinmi? Mumkin. Payvand simi markasi-12Х18H10T bo‘lishi shart, va shu sim orqali kislorodga aktiv elementlarni miqdori ko‘proq va karbid xosil qiluvchi elementlar xam bo‘lishi shart.
Kompozitli mikrolegirlangan payvandlash simlari. 27.2-jadval

Simning markasi	Qutb	Yoy yonishining tavsifi	Tarqoqlik koeff.	Payvand chokining mexanik xossalari
				; MPа	ψ; %	δ, %
Св-08Г2С	Teskari	Barqaror tarqoqlik koeff. Yuqori	10÷16	585÷590	58÷68	24÷30	96÷155
СвK-09Г2СTС	Teskari	Barqaror	3÷6	560-640	60÷68	24-32	140÷160
СвK-14Г2СCH	To‘g’ri	Barqaror oqimli	1,5÷3	580-650	63÷69	26-33	125-169

26-MARUZA
Payvandlash va eritib qoplash uchun kukunli simlar.
Ochiq (yalang’och) sim bilan payvandlash (1962-63 y.) usuli ixtiro etilgan. Bu simlar Kievdagi akademik E.O. Paton nomidagi Payvandlash Institutida ishlab chiqilgan. Bunday simlar tarkibida nodir metallar bilan legirlangan bo‘lib, hamda kuchli oksidlovchilar (kislorod xaydovchilar) - Ti, Al, Zr va boshqalar kiritiladi, ular oltingugurt va fosfor bilan birikadi va metallning tuzilishini (strukturasini) maydalaydi. Nodir metallar (strontsiy, lantan, seriy, ittriy) miqdori tahminan 0,14%. Bunday ochiq (yalang’och) legirlangan simlar bilan payvandlashda mexanik xossalar qoplangan elektroddek hosil bo‘ladi. Mexanik xossalar, plastiklik, qovushqoqlik, bo‘shliklar va issiq yoriqlarning paydo bo‘lishiga qarshi mustaxkamligi oshadi, chok atrofidagi xududda yoriqlar bo‘lmaydi, yoyning yonish barqarorligi ortadi, (tseriy, lantan, ittriy - chiqishishi kаm-φ). Po‘lat (ochiq elektrod uchun) markasi – 20ГСЮT (tarkibida - 0,14% nodir metallar).
Modifikatorlar - tuzilmani (strukturani) maydalaydi. Legirlovchilar fizik-mexanik xossalarni oshirish uchun kiritiladi. Yonishning barqarorligini oshirish uchun ionlovchi moddalar kiritiladi. –shisha moduli deyiladi. Eng yaxshi vositalarni Na₂O*SiO₃ va K₂O*SiO₃ aralashma turli nisbatlarda eng yaxshi xossalarni beradi.
Qoplamalar tasnifi 29.1-jadval

Shlak xosil qiluvchilar (oksidlar)

Gazsimon Lar

Legirlov Chilar

Kisloroddan tozalovchi

Modifi katorlar

Ionlov chilar

Elimlov chilar

Forma Beruvchilar

kislotali

asosli

amfoterli

Tuzlar

SiO2 TiO2 B2O3

FeO MnO MgO CaO

Al2O3 Cr2O3

CaF2

Torf Kraxmal Tsell-yuloza va unlar

Cu Ni Cr V Nb Mn

Mn Si Al Ti Zr

Al Ti Zr Nb

Na2O K2O Ba2O

Silikat kleyi K2O*SiO2 Na2O*Si O2 Dekstrin

Kaolin bentonit

29.1-rasm. Payvandlash va eritib qoplash uchun kukunli simlar.
Oksidlarning fizik xossalari 29.2-jadval

Modda	Zichligi g/sm^3	Erish temperaturasi, Ter °C
SiO2 TiO2 FeO MnO MgO CaO Al2O3 Cr2O3 CaF2	2,9 3,0 5,9 5,0 3,2 3,4 4,0 5,0 3,16	1710 1560 1370 1600 2800 2570 2050 1980 1375

Elektrod qoplamalariga zarur talablar qo‘yiladi:
- payvand yoyining barqaror yonishi;
- metall elektrodini-tomchilarini sachramasdan tekis ko‘chirish;
- chok materialini kesiklarsiz, oqovalarsiz va kerakli profilda bo‘lishini uchun metallni yaxshilab xo‘llash;
- erigan metallda zich choklar, yoriqsiz va g’ovaksiz;
- xosil bo‘ladigan shlak eritilgan valikdan (qotgan valikdan) oson ajralishi kerak;
- kimyoviy, mexanik xossalari, shuningdek kimyoviy-fizik xossalari davlat standartining texnik talablarini qoniqtirishi kerak;
- qoplamalar odam uchun zararli gazlarni ajratmasligi kerak. (TCM-7 elektrod qoplamalari – zararli, payvandlashda bu elektrodlar marganets bug’larini ajratib, kasallikni chaqiradi). УОНИ-13/55 qoplamani ftorli birikmalarni ajratadi, ular tish qobiqlariga zararli ta’sir ko‘rsatadi. УОНИ 13/55 qoplamasi o‘zgarmas tokda payvandlashda juda yaxshi sifatga erishiga imkon beradi. Elektrod qoplamalari tarkibiga ko‘ra davlat standarti bo‘yicha tasniflash mumkin: I-kon oksidli (qoplama tarkibiga asosan Mn, Fe, Si ning oksidlari; OMM-5, TCM-7, УНЛ-1, MEЗ-04 kiradi; gaz ximoyasi elektrodning erishi jarayonida ajraluvchi organik komponentlar bilan vujudga keladi). II. Ftorli-kaltsiyliturdagi qoplamalar temir va marganetsning oksidlariga ega emas. Ularning asosi kaltsiy-kabonati (mramor) va eruvchan shpat (flyuorit) xisoblanadi.
Gaz ximoyasi qoplamani erish jarayonida kaltsiy karbonatini dissotsiatsiyalash natijasida yaratiladi. Kislorod haydovchilar (raskislitel) sifatida qoplama ferrosilitsiy, ferromarganetsni o‘z ichiga olishi mumkin, bunday turdagi elektrodlarga - УОНИ 13/45, TСУ-1, TСГ-7, TСЛ-9 kiradi.
III. Dala shpati, magneziy va boshqa shlak xosil qiluvchi komponentlarni qo‘shish bilan asosan rutilda (TiO₂) da yasalgan rutil turdagi qoplamalar. Bu turdagi qoplamalar amalda temir oksidini o‘z ichiga olmaydi. Gaz ximoyasini yaratish uchun qoplamalarga organik moddalar (tsellyuloza, dekstrin) va karbonatlar kiritiladi, kislorod haydovchi (raskislitel) uchun esa ferro-marganets kiritiladi.
IV. Organik qoplamalarga 50% gacha gazsimon moddalar (ozi?a uni, sellyuloza). ВСУ-2; OMА-2; ВСЦ-1 markalash - xar bir turdagi elektrodlarga xarflar biriktirilgan: rutilalarga – «T», ftorli-kaltsiyli- «Ф», kon oksidlilarga – «Р», organiklarga - «O». Yangi standart bo‘yicha qoplama turi: А - kislotali, Б - asosli, Ц - tsellyulozali, Р -rutilli.
Ayrim elektrod qoplamalari tarkibi 29.3-javal

Qoplama turi	Kremnezem	Kon (rudalar)	Karbonatlar	Ferroqotishmalar	Temir kukuni	Organik moddalar	Qopl nisbiy og’irligi
Kon-oksidli	25-35	30÷35	0÷15	20÷30	-	0-5	10÷30
Rutilli	5÷10		15÷25	10÷25	-	2÷8	30÷50
Ftorli-kaltsiyli	5÷20		30÷50	20	10÷30	-	30÷50
Organik	5÷10		0÷5	10÷20	0÷10	40÷50	10÷15
Yuqori unumdorli elektr	Do 10	10÷15	Do 10	6÷10	Do 60	0÷3	100

27-MARUZA
Karbonat angidrid muhitida kam uglerodli po`latlarni elektr yoyi bilan payvandlash usuli
Reja:
1. Inert gazlar himoyasida payvandlashdagi metallurgik jarayonlar.
2. Aktiv gazlar himoyasida payvandlashdagi metallurgik jarayonlar
3. Elementlarning kislorodni yo‘qotish kuchini temperaturaga bog’liqligi
Payvandlanayotgan muxitda atmosfera ta’sirlaridan payvandlanuvchi moddalarni ximoya qilishda metallurgik ta’siri bo‘yicha turlicha gazlar qo‘llaniladi: inert gazlar, masalan, Аr, He, xamda aktiv gazlar – CO₂, N_2 . Inert gazlar payvandlanuvchi moddada erimaydi va asosiy metall bilan va uning tarkibiga kiruvchi legirlovchi elementlar bilan kimyoviy birikmalar hosil qilmaydi. Inert gazlar himoyasida payvandlashda payvandlanayotgan modda metalli havodan ajratilgan (izolyatsialangan) holda bo‘lgani uchun metallurgik reaktsiyalar faqat vannadagi elementlar orasidagina kechishi mumkin.
Aktiv gazlar yoki ularning dissotsiatsiyalanishi maxsulotlari payvandlash jarayonida payvandlash metalli bilan unda erib ketadi yoki u bilan va legirlovchi element bilan kimyoviy birikma hosil qiladi, yoki hosil bo‘lgan birikmada eriydi.
Aktiv karbonat angidrid gazi kam uglerodli po‘latlarni yoy bilan payvandlashda suyuq metallni havo ta’siridan himoya qilishining samarali va juda tejamli vositasi ekan.
Ayrim tadqiqotchilarning CO₂ dan eruvchi elektrodlar bilan kam uglerodli po‘latni payvandlashda qo‘llanish dastlab chok metallida bo‘shliqlarning hosil bo‘lishi tufayli ijobiy natija bermadi.
K.V. Lyubavskiy va N.M. Novojilov payvand chokida bo‘shliqlar paydo bo‘lishining sabablarini o‘rganishdi, payvandlashda CO₂ ning suyuq metall bilan o‘zaro ta’sirlashuvini tadqiq etishdi va CO₂ da eruvchi elektrod bilan po‘latlarni payvandlashning qoniqarli variantini topishdi. CO₂ da payvandlashning o‘ziga xos xususiyati kislorodga kimyoviy jihatdan ancha yaqin bo‘lgan elementlarning (S, Al, Ti, Mg, V, Si, Mn…) nisbatan kuchli yonishidir.
Yonib tugashi uning CO₂ sifatida xam, yoyning yuqori temperaturasi ta’sirida CO₂ ning dissotsiatsiyasi natijasida hosil bo‘ladigan atomlar kislorod hisobiga ham yuz beradi.
SO₂ → SO + O₂ → S + 2O

26.1-rasm. Karbonat angidridni tarkibini temperatura oshishi bilan o‘zgaruvchanlik grafigi.

Grafik bo‘yicha: payvand yoyning temperaturasida:
Rso ≈ 0,2 аtm
Rs ≈ 0,2 аtm 1 аtm
Ro ≈ 0,6 аtm
Bunda asosan atomar kislorod bo‘lishi ko‘rinadi. Payvandlashda suyuq metall va gazning o‘zaro ta’sirlashuvi ularning bir biri bilan aloqasi qisqa muddatli bo‘lishiga qaramay, juda jadal yuz beradi.
Bu xolat payvandlash hududida avj oluvchi nihoyatda yuqori temperaturalar va kislorodga bog’liqligiga yaqin bo‘lib, u o‘z navbatida temperaturaning o‘zgarishi bilan har bir element uchun o‘zgaradi.
Kislorodni yo‘qotish (erigan metalldan chiqazib tashlash) qobiliyati bu temirdan yoki boshqa materialdan O₂ ni olib qo‘yish qobiliyatidir, chunki po‘latning qotishidan past temperaturalarda (1535 °C) eng kuchli kislorodni yo‘qotuvchi (tortib oluvchi) Si xisoblanadi, undan keyin V, Cr, Mn, C keladi.
Temperatura ortishi bilan elementlarning kislorodni yo‘qotish kuchi o‘zgaradi. Metallning qotishidan yuqori temperaturalarda (2200 °C).

26.2-rasm. Elementlarning kislorodni yo‘qotish kuchini temperaturaga bog’liqlik grafigi.
Si ning kislorod yo‘qotish qobiliyati kamayadi, bundau Al, Ti vа C dan orqada qoladi.
Eng yuqori temperaturalar oralig’ida (yoy oralig’ida va bevosita yoy ostida suyuq vannada) Al, Ti, C kislorodga eng yaqinlik qiladi. Metallda Al vа Ti bo‘lmaganda payvand moddalarning asosiy kislorodni yo‘qotuvchisi - C, Si vа Mn hisoblanadi. Shunday qilib payvandlash xududida quyidagi reaktsiyalar yuz berishi mumkin:
1.
2.
3.
4.
5.
Reaktsiya xududidan xavoga (SO) yoki shlakka (MnO); (SiO₂) C, Si, Mn oksidlovchilarning va achitqilarning boshqa elementlarining uzluksiz chiqib ketishi reaktsiyalarining oksidlanish yo‘nalishida kechishiga imkon beradi. 3-chi reaktsiya eng noqulay reaktsiyadir, chunki SO chok metallida bo‘shliqlar paydo bo‘lishiga imkon beradi.
K.V. Lyubavskiy va N.M. Novojilov 3-chi reaktsiyani o‘rganib uglerod yonib ketmasligi uchun, payvandlashni kremniy-marganetsli sim bilan olib borishni taklif etishdi. Shunda 3-si reaktsiya bo‘lmaydi, hamda sim orqali kiritilgan kremniy va marganets vannadagi kislorodni shlakga olib chiqadi. Bajarilayotgan asosiy talablardan payvand chokida legirlovchi elementlarni miqdori yani Si vа Mn ni 0,5?0,7% bo‘lishi shart.