Кадрлар тайёрлаш миллий дастури

Нормаллаш. Пўлатни Ас₃ ва А_ст критик нуқталардан 30 — 50°С температурагача ортиқроқ қиздириб, ушбу температурада тутиб туриш ҳамда тинч заво­да совитишга нормаллаш дейилади (40-расмга қаранг). Нормаллашда ички кучланишлар камаяди, пўлат қайта кристалланади, пайванд чоклар, қуйма ва поковкаларнинг йирик заррали структураси майдалашади.
Пўлатни нормаллаш юмшатишга қараганда анча қисқа термин ишлов бериш процесси ҳй-собланади, шунинг учун у унумлидир. Шунинг учун углеродли ва паст легирланган пўлатлар купинча юмшатилмай, нормалланади.
Пўлатдаги углерод миқдори ортиши билан юмшатилган ва нормалланган пўлатлар орасидаги фарқ ортади. Таркибида 0,2% гача углерод бўлган пўлатларни нормаллаш мақсадга мувофиқдир. Таркибида 0,3—0,4% углерод бўлган пўлатларни нормаллаганда юмшатилишга қа­раганда қаттиқлик ортади, буни эътиборга олмоқ зарур. Шунинг учун юмшатишни хар вақт нормаллаш билан алмаштириб булмайди.
Нормаллашдан сунг кютишмалар майда заррали структурага эга бўлади ва юмшатилгандагига Караганда бирмунча каттароқ мустахкамлик ва қаттиқликка эга бўлади. Йирик заррали структурани тўзатиш, пўлатнинг кесиб ишланувчанлигини ҳамда тоблаш олдидан унинг структурасини яхшилаш учун нормаллашдан фойдаланилади. Эвтектоиддан кейинги пўлатда нормаллаш иккиламчи цементит турини йўқотади.
21-§. ТОБЛАШ ВА БУШАТИШ
Тоблаш. Пўлатни оптимал температурагача қиздириш ва пўлат структурасида зарур ўзгаришлар булгунча тутиб турилгандан кейин тез совитиш процесси тоблаш деб аталади. Тоблаш натижасида конструкцион ва асбобсозлик пулатларининг ҳамда қотишмаларнинг мустаҳкамлиги ва қаттиқлиги ортади, пластиклиги эса камаяди. Тоблаш сифати қиздириш температура­си ва тезлигига, тутиб туриш вақти ҳамда совитилишига борлиқ. Қиздириш температураси ва совитиш тезлиги тоблашнинг асосий параметрлари ҳисобланади.
Тоблаш учун қиздириш температу­раси Ас₁ ва Ас_з критик нуқталар холатига қараб белгиланади. Эвтектоидгача бўлган углерод­ли пўлатлар тоблашда юқори критик нуқта Ас₃ дан 30—50°С ортиқроқ эвтектоиддан олдинги пўлатлар эса Ас₄ нуктадан 30—50°С ортиқроқ қиздирилади (41-расм).
Қиздириш тезлиги ва тутиб ту­риш вақти пўлатнинг химиявий таркиби, ўлчамлари, тобланадиган пўлатларнинг массаси ва шакли, қиздириш печларининг типи ҳамда қиздириладиган мухитга борлиқ. Тоблана­диган деталь ўлчамлари қанча катта, шакли қанча мураккаб бўлса, қиздириш шунча секин бўлади. Иссиқлик утказувчанлиги кам бўлган
41-расм. Пўлатни тоблашда қиздириш температураси оралиқлари
юқори углеродли ва легирланган пўлатлардан ясалган деталлар кам углеродли пўлатлардан ясалган деталларга нисбатан секин, лекин ўзоқ муддат тутиб туриб қиздирилади. Қиздирилаётган пайтда деталь деформациясини камайтириш учун шундай килинади.
Қиздириш тезлиги ва тутиб туриш муддати тажриба йули билан аниқланади ёки ҳар бир де­таль, асбоб учун қиздириш температураси, вақти курсатилган технологик карталар буйича белгиланади. Электр печларда қиздириш вақти тахминан буюмнинг 1 мм қалинлигига 1,5— 2 мин хисобидан олинади.
Пўлатлар термик печь ва печь-ванналарда қиздирилади. Уларнинг ўзи электр ва ёнилги (газ, мазут, кумир ва хоказо) билан иситиладиган хилларга булинади
Печларда газ мухити (ҳаво, ёнилрининг ёнишидан ҳосил бўлган махсулотлар), нейтрал газ, печь-ванналарда эса минерал мойлар, суюлтирилган тўз ва металлар пўлатлар қиздириладиган мухнт хисобланади.
Атмосфера хавоси мухитида электр печлар­да ёки газ мухити бўлган печларда қиздирганда пўлат муҳит билан реакцияга киришиб оксидланади ва унинг сиртида куйинди ҳосил бўлади. Бундан ташкарн пўлатнинг сиртк₄и катламларидаги углерод кисман куяди, тобланган материалнинг мустахкамлик хоссалари пасаяди. Деталларни оксидланишдан сакловчи нейтрал ёки ҳимоя атмосфера печларда қиздириш мақсадга мувофикдир.
Пўлатни керакли температурагача қиздириб, шу температурада тутиб туришни тез бажариш лозим. Пўлат юқори температурали шароитда қанча кам бўлса, тоблангандан кейин унинг хоссаси шунча юқори бўлади. Аммо пўлат бутун ҳажми буйича бир текис кизиб, аустенитли структурага эга булншн учун қиздириш вақти етарли бўлиши керақ Шунинг учун қиздириш тезлиги ва пўлатни оксидлантнрмаслик нуқтаи назаридан пўлатни суюлтнрилган металл (қурғошин) ёки суюклантприлган тўз (NаОН, ВаС1 ёки 50% КС1 —50% NаСO₃) тулдирилган печь-ванналарда қиздириш самарали бўлади. Суюлтирилган металл ёки тўзлар солинган печь-ван­наларда қиздириш, газ мухитли печларда қиздиришга нисбатан 4—5 марта тез кечади.
Турлича совитиш хусуснятнга эга бўлган сув, тўз ва ишқорларнннг эритмалари, мой ва суюл­тирилган тўзлардан тоблвчи м у ҳ и т сифатида фойдаланилади. Агар 20⁰С даги сувнинг совитиш хусусиятнни бирга тенг деб қабул қилсак, мойнинг совитиш хусусияти 0,17—0,44 га, суюлтирилган курғошинники (335°С да)' 0,05 га, ҳавоники 0.03 га тенг бўлади. Сувни 20°С дан 99°С га иситганда унинг совитиш ху­сусияти 1 дан 0,07 гача камаяди. Перлитли ўзгаришлар зонаенда (650^СС да) сув мойга нисба­тан 5—6 марта тезрок совитади. Сув асосан углеродли пўлатларни совптишда ишлатилади. Легирланган пўлатлар мойда совитилади.
Тобловчи мухптлар (сув, мой) қуйидагича таъсир этади. Биринчи боскичда, яъни буюм тобловчи мухитга солинган моментда буюм атрофида қайнок бур пардаси (бур куйлаги) ҳосил бўлади. Бур куйлак туфайли буюмнинг совиши нисбатан секиндашади. Бунга пардали қайнаш босқичи дейилади. Сунгра бур куйлаги йирти-лади, совитувчи суюқлик буюм сиртида қайнай бошлайди. Бунга пуфакли қайнаш босқичи дейилади. Ушбу иккинчи босқичда буюм тезроқ совийди. Буюм сиртидаги температура суюқликнинг қайнаш температурасидан паст бўлганда суюқлик қайнамайди, буюмнинг совиши секинлашади. Бу учинчи босқичга конвектив иссиқлик алмашиниш босқичи дейилади. Пуфакли қайнаш босқичи қанча кенг интервалда бўлса, тобловчи суюқлик пўлатни шунча тез совитади.
41-расм. Пўлатни тоблашда қиздириш температураси оралиқлари
Битта совитувчи муҳитда тоблаш энг оддий ва кенг тарқалган усулдир (42-расм, а эгри чизиқ). Тоблаш температурасигача қиздирилган деталь ёки асбоб тоблаш суюқлигига (сув, мой ва ҳоказо) солинади ва унда тула совигунча ушлаб турилади.
Бу усулдан дастаки ва механизациялаштирилган тоблашда фойдаланилади. Бунда печда қиздирилган деталлар автоматик йусинда тоб­ловчи суюқликка (сувга ёки мойга) тушади. Бу усулнинг камчшшги шундаки, деталь кесими буйича бир текис совимайди ва унда катта термик кучланишлар пайдо бўлади.
Иккита совитувчи м у ҳ и т д а тоб­лаш ёки ўзлукли тоблаш (42-расм, б эгри чи­зиқ) да керакли температурагача қиздирилган деталь аввал тез совитувчи муҳитга—сувга, сунг­ра секин совитувчи мухитта — мойга солинади. Юқори углеродли пўлатдан тайёрланган асбобларни тоблашда бу усулдан фойдаланилади. Тоблашнинг бу усулида детални ҳар бир совитувчи муҳитда тутиб туриш вақтини аниклаш қийин.
Босқичли тоблаш (42-расм, в эгри чизиқ) нинг мохияти куйидагича: қиздирилган деталлар ав­вал қайноқ мой ёки суюлтирилган тўзда мартенситли нуқта М_н дан бир оз юқорироқ температурагача совитилади, сунгра буюмни бутун кисми буйича темпе­ратура бир хиллашгунча қисқа муддат изотермик тутиб турилгач, ҳавода совитилади. Изотермик тутиб туриш вақти бу температурада аустенитнинг барқарорлик вакдидан кам бўлиши зарур. Совитишнинг иккинчи боскичида пўлат тобланади. Бундай тоблашда термик кучланишлар, тоб ташлашлар камаяди ва дарз пайдо бўлишининг олди олинади.
Изотермик тоблаш (42-расм, г эгри чизик;) босқичли тоблаш каби амалга оширилади, фақат тобловчи муҳитда купроқ тутиб турилади. Бундай тутиб туришда аустенит изотер­мик парчаланиб, бейнит ҳосил бўлади. Тоблов­чи муҳит сифатида суюлтирилган тўз ёки иищор (20% NаОН ва 80% КОН) дан фойдаланилади. Совиш тезлигини ошириш учун бу муҳитга 5— 10% сув кушилади. 6ХС, 9ХС, ХВГ каби легирланган пўлатлардан ясалган деталь ва асбоблар изотермик тобланади.
Агар деталь ушбу пўлатни тоблаш темпера­турасидан анча юsори температурагача қизди­рилган бўлса, металл ва тобловчи муҳит температуралари орасидаги фаркдш камайтириш учун шамоллатиб тоблаш усулидан фойдаланилади. Қиздирилган детални тобловчи мухитга солишдан аввал тинч ҳавода тутиб турилади, яъни шамоллатилади. Бу усул ички кучланишларни камайтириш, деталларнинг, айниқса, цементитланган деталларнинг тоб ташлашининг олдини олиш имконини беради.
Ўз-ўзидан бушатиб тоблашда қиз­дирилган деталнинг иш қисмитобловчи муҳитга ботирилади ва тулиқ совимагунча тутиб турила­ди. Тоблаш суюклигига ботирилмаган иккинчи кисмининг иссиқлиги туфайли деталь ёки асбобнинг иш қисми қизийди. Бундай тоблаш усули­да бушатиш температураси 220—300°С температураларда деталь сиртида пайдо бўладиган тобланиш рангига қараб аниқланади.
Ўз-ўзидан бушатиб тоблаш қаттиқлиги иш қисмидан тескари томон аста-секин камайиб борадиган зарб билан ишлайдиган зубило, кер­нер, сумба каби асбобларга ишлов беришда кулланилади.
Совуқбиланишлов берибтоблашда тобланган пўлат мартенсит ўзгаришнинг бошланиши (М_н) ва тугаши (М_к) оралигида хона температурасидан паст даражагача совитилади (38-расмга қаранг). Бун­да қолдиқ аустенитлар кушимча равишда яна мартенситга айланади ва қаттиқлиги ортади. Хона температурасида тоблангандан кейин ҳам юқори углеродли ва легирланган пўлатлар таркибида 12 % гача, тез кесар пўлатларда 35 % дан купрок қолдиқ аустенит бўлади. Совуқ билан ишлашда деталлар­нинг каттиқлиги ортади, ўлчамлари стабиллашади. Совитувчи муҳит сифатида купинча ацетон ва каттиқ карбонат кислота (—78°С) ишлатилади.
Тобланувчанлик — тоблаш натижасида пўлатнинг максимал юқори қаттикликка эришиш хусусиятидир. Тобланувчанлик асосан пулатдаги углерод миқдорига боғлиқ бўлиб, угле­род қанча кўп бўлса, қаттиқлик ҳам шунча юқори бўлади. Бу шундай тушунтирилади: угле­род миқдориортиши билан тоблашда темирнинг атом панжарасида тутиб туриладиган углерод атомлари сони ортади, яъни темирдаги угле­род қаттиқ эритмасининг туйиниш даражаси ортади.
Таркибида 0,3% дан кам углерод бўлган пўлатлар (СтЗ; 20 маркали пўлатлар) тобланиш хусусиятига эга эмас, чунки мартенситли струк­тура ҳосил булмайди. Мартенситли структуранинг ҳосил бўлиши темирнинг ёқлари марказлашган атом панжарасидан ҳажмий марказлашган атом панжарасига айланиши билан боглиқ. Бундай ўзгариш температураси углерод миқдорига боглиқ (38-расмга қаранг). Углерод миқдори қанча кўп бўлса, мартенсит структуранинг ҳосил бўлиш температураси шунча паст бўлади.
У ёки бу тоблаш усули учун совитиш мухитини танлашда ушбу пўлатнинг тобланувчанлигини ва қизиш чукурлигини ҳисобга олиш зарур. Қиздириб тоблаш чуқурлиги — бу тобланган зона кириб борган чукурлик, яъни пўлатнинг маълум чукурликкача тобланиш хусусиятидир. Тобланиш чукурлиги деганда детал­нинг сиртидан структурасида тахминан бир хил миқдорда мартенсит ва троостит бўладиган ўлламгача булган масофа тушунилади. Қиздириб тоблаш чуқурлиги пўлатнинг химиявий деталлар улчамлари ва совитишларига боглиқ. Углерод миқдори тиши билан қиздириб тоблаш ортади. Углерод миқдори янада ортиши билан қизиш чуқурлиги бир оз камаяди. Қиздириб тоблаш чукурлигини ошириш учун пўлатни қиздирганда аустенит зарралари йириклашади. Эримайдиган зарралар, аустенитнинг бир жинсли эмаслиги каби ута совитилган аустенитнинг туррунлигини камайтирувчи омиллар қизиш чуқурлигини камайтиради. Кобальтдан ташқари бопща барча легирловчи элементлар пўлатнинг қиздириб тобланиш чукурлигини оширади. Комплекс легирланганда айрим элементларнинг тобланиш чуқурлигига фойдали таъсири ўзаро кучаяди.
Тоблашда совитиш тезлиги буюм кесими буйича нотекис тақсимланади. Совиш тезлиги буюм сиртидан маркази томон қандайдир кону-ният буйича камая боради ва буюм сиртида у максимал, марказида эса минимал қийматга эришади. Ушбу совитувчи муҳитда тула тобланадиган кесимнинг максимал диаметри — кри­тик диаметр деб аталади ва тобланиш чукурлигининг характеристикаси ҳисобланади.
Бушатиш-тобланган пўлатни Ас₁ кри­тик нуқтадан пастроқ температурагача қиздириб, шу температурада тутиб туриш ва совитишдан (одатда ҳавода) иборат термик ишлов бериш процессидир. Бушатишдан мақсад барқарор структура холатга эришиш, кучланишни йуқотиш ёки камайтириш, цовушокугагини ва пластиклигини ошириш, шунингдек тобланган пўлатнинг қаттикдиги ва муртлигини камайтиришдан иборат (43-расм). Тобланган пўлатнинг сифати кўпжиҳатдан бушатишнинг сифатли бажарилишига борлиқ. Кўзланган мақсадга қараб бушатиш температураси 150° дан 700°С гача бўлган кенг чегарада ўзгартирилади. Паст, уртача, юқори температураларда бушатиш хиллари бўлади.
Паст температурада бушатишда деталь 150—250°С температура оралигида қиздирилиб, шу температурада тутиб турилади ва ҳавода совитилади. У, бушатилган мартенсит структурасини олиш, тобланган пўлатда қисман нчки кучланишларни йуқотиш билан қаттиқлигини купда камайтирмасдан ковушоқлигини ошириш мақсадида қилинади. Асбобсозлик пулатлари цементитлангандан сунг паст темпера­турада бушатилади.
Бушатилган троостит структурасини олиш учун 300—500°С температураларда уртача бушатиш ўтказилади. Бунда пўлатнинг қаттиқлиги сезиларли даражада камаяди, қовушқоклиги ортади.
42- расм- Турли хил тоблаш усулларининг схемаси:
а — битта муҳитда тоблаш, б — иккита муҳитда тоблаш, в — босқичли тоблаш,
г — изотермик тоблаш
расм. Тобланган 40 қаркали пўлатнинг механик хоссаларига бушатиш температурасининг таъсири
Пружиналар, рессорлар, шу­нингдек етарли даражада юэвушоқликда мустаҳкамлиги ва эластиклиги ҳам катта бўлиши зарур бўлган асбоблар уртача температурада бушатилади.
Юқори температурада бушатиш 500—650°С температураларда бажарилади. Бун­да бушатилган сорбит структураси ҳосил бўлиши билан бирга мартенсит парчаланади. Бу структура пўлатнинг мустаҳкамлиги ва пластиклиги яхши бўлишини таъминлайди. Бушатиш сорбитида цементит заррали шаклни олади. Нормаллаб олинган сорбитда эса цементит пластинкали тўзилишга эга бўлади. Шунинг учун қаттиқлиги бир хил ёки бир оз юқори булгани ҳолда бундай пўлатнинг зарбий крвушоқлиги нормалланган пўлатникига нисбатан юқори бўлади. Бундай бушатиш зарбий нагрўзка остида ишлаидиган конструкцион пўлатдан ясалган деталларга ишлов беришда кулланилади.
Пўлатни тоблаб, кейинчалик юқори темпера­турада бушатишга пўлатнинг хоссаларини яхшилаш дейилади. 35, 45, 40Х маркали конструкцион пўлатларнинг хоссалари яхшиланса, юқори механик хоссаларга эришилади.
Тобланган пўлатларни бушатиш бевосита тоблашдан кейин бажарилади, акс хрлда ички кучланишлар туфайли дарзлар пайдо бўлиши мумкин.
Пўлат етарли даражада қиздирилмаса, бу­шатиш булмаслиги мумкин. Бу ходиса бушатиш температураси паст бўлганда ёки етарли вақт тутиб турилмаганда юз беради. Етарли дара­жада бушатилмаган пўлат муртлигича крлади. Бу нукрон яна кушимча қайтадан бушатиб йукртилади. Эскиртиришнинг мохияти углерод ва азотнинг α = Fе да эрувчанлигини ўзгартиришдан иборат, у қаттик, эритмадан нитрид заррачалари ажралиб чиқиши билан хам боғлиқ бўлиши мумкин.
Эскиртиришнинг сунъий ва табиий хиллари бўлади. Унча кўп қиздирмасдан бажарилган бушатиш сунъий эскиртириш деб ата­лади. Сунъий эскиртириш процесси тобланган деталларни 120—150°С гача қиздириб, шу тем­пературада 18—35 соат тутиб туришдан ибо­рат. Сунъий эскиртириш температураси автома­тик равишда ростланадиган мой ванналарида бажарилади. Тобланган деталь ва асбоб кирилганда уларнинг ўлчамлари барқарорлашади, пўлатнинг қаттиқлиги ва структураси эса деярли ўзгармайди.
Хона температурасида бажарилган бушатишга табиий эскиртириш дейилади. Табиий эскиртиришда деталь ва асбоблар хона температурасида уч ой ва ундан хам ортиқ муддат тутиб турилади, чунки деталнинг ўлчамларини ўзгартирувчи процесс сунъий эскиртиришга нисбатан жуда секин кечади.
22-§. ТЕРМИК ИШЛОВ БЕРИШДА ВУЖУДГА КЕЛАДИГАН НУКСОНЛАР